Sensoren - Referat

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-=!Induktive Sensoren=- http://umija.org/show_image.php?id=329

Funktion: beruht auf der Wechselwirkung metallischer Leiter mit seinem elektromagnetischen Wechselfeld. Im Leiter werden Wirbelströme induziert, die dem Feld Energie entziehen und dadurch die Schwingungen dÀmpfen. Der folgende Signalauswerter setzt diese Information in ein eindeutiges Schaltsignal um.

Einsatz nur bei metallischen GegenstĂ€nden=> daher fĂŒr unser Projekt ungeeignet!

-=Optische Sensoren=-

Man unterscheidet 3 Grundsysteme:

__1. Einweglichtschranke __

http://umija.org/show_image.php?id=338

Einweglichtschranken bestehen aus getrennten Sender- und EmpfÀngereinheiten, die optisch miteinander verbunden sind und in SpezialfÀllen als optische Verbindung Lichtwellenleiter benutzen. Objekte, die den Lichtstrahls unterbrechen lösen einen Schaltvorgang aus und werden dann ausgewertet.

2. Reflexionslichtschranke

http://umija.org/show_image.php?id=337

Bei Reflexionslichtschranken befinden sich Sender und EmpfĂ€nger in einem GehĂ€use. Ein Triple-Reflektor auf der gegenĂŒberliegenden Seite der Taststrecke wirft das Licht des Sensors wieder zum EmpfĂ€nger zurĂŒck.

Nachteil: geringere Reichweiten erreichbar, da bei doppelten Lichtweg Verluste am Reflektor auftreten.

3. Refelxionslichttaster

Der Aufbau entspricht dem der Reflexionslichtschranke, wobei sich Sender und EmpfÀnger in einem GehÀuse befinden. Auch hier wird das reflektierte Licht zur Auswertung benutzt. Jedoch arbeitet der Taster nicht mit dem reflektierten Licht eines Tripelspielgels, sondern mit dem Licht, das von dem zu erfassenden Gegenstand reflektiert wird. Dieses Prinzip kommt der Arbeitsweise der induktiven und kapazitiven NÀherungschalter am nÀchsten.

-=Weitere Optoelektronische Sensortypen=- Lasersensoren Gabellichtsensoren Distanzsensoren Farbsensoren

Eigenschaften

Merkmale * hohe Positioniergenauigkeit * berĂŒhrungslose Abfrage * große Reichweite * einfaches Messverfahren * durchsichtige Objekte können nicht erfasst werden * Verschmutzungsgefahr * Lichtstreuung durch Partikel in der Luft

Quelle:Firma SICK

-=Ultraschallsensoren=- http://umija.org/show_image.php?id=340

Ein Ultraschalldistanzsensor sendet zyklisch einen kurzen, sehr intensiven Schallimpuls ab, welcher sich mit Schallgeschwindigkeit durch die Luft fortpflanzt. Trifft dieser Impuls auf ein Objekt, wird er zum Teil reflektiert. Dieses Echo gelangt zurĂŒck zum Sensor, welcher aus der Zeitspanne zwischen Aussenden des Impulses und Empfangen des Echos die Entfernung zum Objekt berechnet. Da die Messung der Objektdistanz unabhĂ€ngig von der IntensitĂ€t des Echos ist, spielt das Material der zu erfassenden Objekte, sowie deren OberflĂ€chenbeschaffenheit praktisch keine Rolle.

-=Merkmale Ultrsaschallsensoren=-

‱ Unempfindlich gegenĂŒber Schwebstoffen in der Luft ‱ Erkennt auch transparente Objekte und FlĂŒssigkeiten ‱ BerĂŒhrungsloses Detektieren und Abstandmessen von Objekten mit Ultraschall ‱ Kompakte, weitgehend schmutzunempfindliche Bauweise ‱ Großer variabel einstellbarer Messbereich ‱ Hohe Messgenauigkeit bei geringer Datenmenge ‱ Robustheit, LangzeitstabilitĂ€t

Sehr geeignet fĂŒr Projekt

Quelle: Pepperl-Fuchs, Welotec

-=Kapazitive Sensoren=-

http://www.umija.org/show_image.php?id=336

__Funktion __

Aktives Element ist die Anordnung einer scheibenförmigen Sensorenelektrode und einer becherförmigen Abschirmung, welche zusammen einen Kondensator mit der GgrundkapazitĂ€t bilden. Durch AnnĂ€hern eines Objekts an die SensorflĂ€che im Abstand s Ă€ndert sich die KapazitĂ€t. Dabei ist der Schaltabstand um so grĂ¶ĂŸer, je höher die DielektrizitĂ€tskonstante des zu erkennenden Objektes ist. Kapazitive NĂ€herungssensoren erkennen metallische und nichtmetallische Objekte.

-=Eigenschaften Kapazitiver Sensoren=- * universell einsetzbar: kann alle Materialien von Öl bis Metall erkennen!!! * BerĂŒhrungslos -> verschleißfrei, unempfindlich gegen Verschmutzung * einfache robuste Bauweise -> lange Lebensdauer * Unempfindlich gegen Störungen -> problemloser Einsatz unter Extrembedingungen (bis zu 500 bar, Temperaturen von -200 bis +400°C)

Einsatzbereiche

  • FĂŒlllstandsĂŒberwachung
  • Anwesenheitskontrolle
  • Niveaukontrolle von SchĂŒttgĂŒtern
  • Endkontrolle bei VerpackungsvorgĂ€ngen

-> Sehr geeignet fĂŒr Projekt

Korrekturfaktoren Tritt ein elektrisch nichtleitendes BetĂ€tigungselement in das Sensorfeld ein, Ă€ndert sich die KapazitĂ€t proportional zu r zum Abstand zur "aktiven FlĂ€che". Sie wird aber nie grĂ¶ĂŸer als bei Metallen. Da der Bemessungsschaltabstand s sich auf eine geerdete Normmeßplatte aus Fe 360 bezieht, mĂŒssen die SchaltabstĂ€nde fĂŒr andere Materialien korrigiert werden. Korrekturfaktoren fĂŒr typische Materialien stehen in der nebenstehenden Tabelle:

Material Korrekturfaktor fĂŒr Holz 0,2- 0,7 Quelle: Firma Pepperl-Fuchs

-=Radiometrische FĂŒllstandsmessung=- Die Gammaquelle sendet ein elektromagnetische Welle aus, die beim Durchdringen von Materialien eine DĂ€mpfung erfĂ€hrt. Auf der gegenĂŒberliegenden Seite des BehĂ€lters ist einDetektor montiert, der die empfangene Strahlung in ein elektrisches Signal umwandelt.

Außergewöhnlich zuverlĂ€ssiges und Messprinzip,weches immer dann eingesetzt wird, wenn andere Verfahren versagen (unbeeinflusst von Temperatur, Druck,...) --> fĂŒr Pelletabfrage zwar geeignet aber eigentlich "ĂŒberqualifiziert"

Quelle: Firma Endress und Hauser, Handbuch fĂŒr Sensortechnik

-=FĂŒllstand SchĂŒttgĂŒter Sensoren=-

''Paddle-FĂŒllstandswĂ€chter''

http://www.umija.org/show_image.php?id=331

Der 'Klassiker' zur Messung von Min- und Max-FĂŒllstĂ€nden bei SchĂŒttgĂŒtern. Einfach, zuverlĂ€ssig und kostengĂŒnstig fĂŒr ein breites Spektrum an Applikationen geeignet. Hochtem-peraturversion bis 399° C, Standard bis 149° C.

"Schwinggabel"

Sie wird auf ihre Resonanzfrequenz angeregt, welche sich beim Eintauchen in SchĂŒttgĂŒter Ă€ndert.

Quelle: Firma Trenka

-=FÜLLSTAND SCHÜTTGÜTER=- ''Vibrationsgrenzschalter''

http://www.umija.org/show_image.php?id=333

Die Elektronik legt Schwingstab zu schwingungen an solange dieser mit SchĂŒttgut bedeckt ist, wird die Schwingung gedĂ€mpft. Dies erkennt die Elektronik und schaltet ein Relais. Durch sinkenden FĂŒllstand wird er wieder freigelegt und kann auf seine Resonanzfrequenz schwingen. Das Relais schaltet dann wieder zurĂŒck.

Vorteile: kontinuierliche Messung zuverlÀssig, unbeeiflusst durch Umgebung Schmutzunempfindlich einfacher Einbau

"Lot" http://umija.org/show_image.php?id=347

Ein ĂŒber einen Motor betriebenes Seil fĂ€hrt mit FĂŒllstand auf und ab und stellt somit die FĂŒllhöhe des BehĂ€lters fest. -> kontinuierliche Messung

Quelle: Firma Trenka

-=GehÀusevariantionen=- http://umija.org/show_image.php?id=336

Quaderförmige NS: 5-fach umsetzbar (vorn, rechts, links, oben, unten)

FlĂ€chenschalter: große StirnflĂ€che -> großer Schaltabstand

Zylinderförmige NS: aktive FlÀche an stirnseite in axialer Richtung

Schlitzförmige: AktivflÀche zwischen Schenkeln

Ringförmige: Schaltfunktion wird ausgelöst wenn Objekt sich in Ring hineinbewegt

Quelle:Pepperl-Fuchs

Links

  • http://www.holzpellet.com/deutsch/einblastechnik.htm --> Wiegetechnik der LKW's evtl. Hersteller anfragen.