月: 2023年6月

Was ist eine pneumatische Klemme?

Pneumatische Klemmen sind Klemmen, die mit Druckluft arbeiten.

Eine Klemme ist ein Gerät, das einen Gegenstand durch Herunterdrücken festhält. Sie können mit größerer Kraft als manuelle Klemmen gehalten werden. Sie sind in Fabriken weit verbreitet und gehören zu den wichtigsten Werkzeugen für die Verarbeitung von Materialien wie Metallprodukten und Holz.

Da sie keinen Strom verbrauchen, verringern sie das Risiko von Bränden oder Stromschlägen am Arbeitsplatz. Allerdings müssen sie ordnungsgemäß gewartet werden. Regelmäßiges Schmieren sorgt für einen reibungslosen Betrieb der Klemmen und verlängert ihre Lebensdauer. Außerdem ist es wichtig, den Luftdruck richtig einzustellen, da ein zu hoher Luftdruck zu Schäden an der Klemme und am Werkstück führen kann.

Anwendunge von pneumatischen Klemmen

Pneumatische Klemmen werden in vielen Betrieben eingesetzt. Die wichtigsten Anwendungen von pneumatischen Klemmen sind Folgende:

1. Metallverarbeitung

Pneumatische Klemmen werden zum Schneiden von Blechen und Rohren in der Metallverarbeitung verwendet. Sie sind auch ein unverzichtbares Werkzeug bei Verfahren wie Schweißen und Verschrauben. Pneumatische Klemmen sind in der Lage, ein hohes Drehmoment und eine hohe Kraft aufzubringen, so dass die Arbeiten mit einem hohen Maß an Präzision ausgeführt werden können.

2. Holzbearbeitung

Pneumatische Klemmen werden bei der Holzbearbeitung zum Schneiden und Bohren von Holz verwendet. Sie werden auch zum Verkleben von Holz verwendet. Sie können das Holz festhalten, was die Präzision der Arbeit verbessert.

3. Autowartung

In der Kfz-Wartung werden pneumatische Klemmen zum Auswechseln und Einstellen von Motorteilen und zum Reifenwechsel verwendet. Das hohe Drehmoment der pneumatischen Klemmen hält schwere Autoteile fest an ihrem Platz.

4. Malerei

Pneumatische Klemmen können zur Befestigung von Spritzpistolen beim Lackieren verwendet werden. Mit pneumatischen Klemmen gesicherte Spritzpistolen wackeln weniger und sorgen so für eine gleichmäßige Beschichtung.

Funktionsweise der pneumatischen Klemmen

Pneumatische Klemmen sind eine Art Knebelklemme, die Druckluft als Energiequelle für die Befestigung des Objekts verwendet. Die Druckluftquelle ist im Allgemeinen ein Gerät wie ein Luftkompressor. Die Druckluft wird über eine Luftleitung in die pneumatische Klemme geleitet.

Im Inneren der pneumatischen Klemmen befindet sich ein Zylinder, der die Klemme öffnet und schließt. Der Zylinder kann die Klemme schließen, indem er den Kolben nach oben drückt, wenn Druckluft einströmt, und die Klemme öffnen, wenn die Luft aus dem Zylinder entfernt wird. Der Vorgang wird in der Regel durch ein Magnetventil o. Ä. gesteuert, das über einen Knopf oder ein Fußpedal betätigt wird.

Für den Klemmteil wird häufig ein Kniehebelmechanismus verwendet. Ein Kniehebelmechanismus ist eine Art Gelenkmechanismus, der aus zwei Gliedern und einem Schieber besteht, bei dem die aufgebrachte Kraft durch eine Verdoppelung der Kraftstruktur erhöht wird, um das Objekt fest zu klemmen.

Arten von pneumatischen Klemmen

Pneumatische Klemmen sind in verschiedenen Industriezweigen weit verbreitet. Nachstehend einige Beispiele für pneumatische Klemmen:

1. Integrierte pneumatische Klemmen

Integrierte pneumatische Klemmen sind pneumatische Klemmen mit integrierter Klemme und Zylinder. Sie zeichnen sich durch ihre kompakte Bauweise aus und können an jedem Ort eingesetzt werden. Außerdem sind sie leicht zu montieren.

2. Parallelgreifer

Dieser Greifer ist mit mehreren Armen ausgestattet. Die Arme bewegen sich parallel zueinander, um das Objekt fest zu greifen. Sie sind besonders effektiv bei der Handhabung großer Objekte.

3. Drehklemme

Mit diesen Klemmen kann das Objekt während der Bearbeitung gedreht werden. Da die Klemme gedreht werden kann, während sie das Objekt festhält, wird die Arbeitseffizienz erheblich verbessert.

Auswahl einer pneumatischen Klemme

Pneumatische Klemmen sind nützliche Werkzeuge, die die Arbeitseffizienz erheblich verbessern, aber es gibt einige wichtige Punkte, die bei der Auswahl der richtigen Klemme zu beachten sind:

1. Anwendung

Wählen Sie die richtige Größe und Kraft für die jeweilige Anwendung. Pneumatische Klemmen mit großer Größe und Kraft sind für die Handhabung großer Teile geeignet, während kleinere pneumatische Klemmen für die Handhabung kleiner Teile geeignet sind.

2. Form

Es sind verschiedene Formen erhältlich, einschließlich gerader und abgewinkelter Typen, und es können Befestigungsmethoden wie Boden- und Flanschbefestigung gewählt werden. Es ist wichtig, die geeignete Form und Befestigungsmethode je nach der auszuführenden Arbeit und dem Installationsort auszuwählen.

3. Spanngeschwindigkeit und Wiederholgenauigkeit

Die Spanngeschwindigkeit und die Wiederholgenauigkeit sind ebenfalls wichtige Faktoren, die sich erheblich auf die Arbeitseffizienz auswirken. Wenn viel Arbeit in kurzer Zeit erledigt werden soll, sind hohe Spanngeschwindigkeiten erforderlich. Eine hohe Wiederholgenauigkeit ist auch für Präzisionsarbeiten wichtig.

Was ist ein Signalwandler?

Signalwandler sind Geräte, die elektrische Signale von verschiedenen Arten von Sensoren in industrielle Stromsignale umwandeln.

Im Allgemeinen besteht die Aufgabe von Sensoren darin, Informationen wie Temperatur, Last oder die Anzahl der Umdrehungen der rotierenden Welle einer Maschine von dem zu messenden Objekt zu sammeln, die dann in Form von Messdaten an uns weitergegeben werden, oder die gewonnenen Daten werden an die Steuerausrüstung weitergegeben. Die Steuereinrichtung steuert dann die Anlage, indem sie neue Befehle ausgibt.

Dabei werden die von den Sensoren abgegebenen elektrischen Signale in elektrische Signale umgewandelt, die von den Steuergeräten verarbeitet werden können. Neben der Übertragung von Signalen spielen Signalwandler auch eine Rolle bei der elektrischen Isolierung abnormaler elektrischer Signale von den Sensoren, um zu verhindern, dass in den später im Kreislauf installierten Steuergeräten Probleme auftreten.

Signalwandler umfassen eine breite Palette von Geräten. Sie alle spielen eine Rolle beim Empfang von Informationen von Sensoren und bei der Weiterleitung der Informationen an Steuergeräte und andere Geräte.

Anwendungen von Signalwandlern

Signalwandler werden in elektronischen Geräten verwendet, in denen eine Vielzahl von Sensoren zum Einsatz kommt. Sie werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt von Werkzeugmaschinen in industriellen Fertigungsbetrieben bis hin zu Messgeräten in Labors und Messräumen.

Weitere Anwendungen sind Verarbeitungsöfen, wie sie in Fabriken zum Heizen oder Kühlen, z. B. bei der Wärmebehandlung, verwendet werden, Instrumente zur Regelung der Drehzahl von Turbinen, Spindeln und rotierenden Wellen, Werkzeugmaschinen, Werkzeugmaschinen, bei denen die Größe von Lasten gemessen werden muss und Prüfgeräte.

Funktionsweise der Signalwandler

Das Funktionsweise von Signalwandlern unterscheidet sich je nach Art. Typische Arten sind die folgenden:

1. Isolatoren

Isolatoren sind Signalwandler, die zwischen den Sensor und den Steuerkreis geschaltet werden können und das Signal vom Stromkreis trennen, wenn z. B. ein Problem mit dem Sensor vorliegt. Isolatoren werden in Systemen eingesetzt, um das Umleiten von Signalen zu verhindern, Geräte zu schützen, die Auswirkungen von Rauschen zu verringern und den Punkt des Signalaustauschs zwischen Geräten verschiedener Hersteller abzugrenzen.

2. Impulswandler

Impulsgeber werden in Schaltungen zur Drehzahlregelung eingesetzt. Sie wandeln die von berührungslosen Sensoren, den so genannten Näherungssensoren, ausgesandten Signale in analoge Signale um, wenn sich das zu messende Objekt dem Näherungssensor nähert.

Wenn der Näherungssensor bei der Messung der Drehzahl eine Änderung des magnetischen oder elektrischen Feldes in Form eines elektrischen Wellensignals, eines so genannten Impulssignals, feststellt, wandelt der Impulsgeber dieses in ein Analogsignal um und gibt es aus.

3. Koppelwandler

Koppelwandler werden in Systemen zur Temperaturmessung eingesetzt. Die für die Temperaturmessung verwendeten Sensoren werden in der Regel als Thermoelemente bezeichnet.

Thermoelemente verbinden zwei verschiedene Metalle und geben ein Signal aus, das als Reaktion auf die Temperatur erzeugt wird und EMK genannt wird. Koppelmesswandler wandeln die Thermospannung in ein analoges Signal um und geben es aus.

4. Wägezellenaufnehmer

Eine Wägezelle ist ein Sensor, der die Größe einer Last misst. Wägezellen verwenden Dehnungsmessstreifen, d. h. Sensoren, die ihren Widerstandswert infolge einer kraftbedingten Verformung ändern, bei der ein sehr dünner Draht gedehnt und seine Dicke verringert wird.

Die Aufgabe des Wägezellenaufnehmers besteht darin, die Widerstandsänderung des Dehnungsmessstreifens in ein analoges elektrisches Signal umzuwandeln. Anhand des daraus resultierenden elektrischen Signals kann die Größe der betrachteten Kraft gemessen werden.

Weitere Informationen zu Signalwandlern

Hinweise zu Signalwandlern

Signalwandler verarbeiten elektrische Signale, daher ist es wichtig, Maßnahmen gegen Rauschen zu treffen. Es ist wichtig, sie möglichst weit entfernt von Geräten zu installieren, die hohe Frequenzen erzeugen oder ungewöhnlich hohe Spannungen, so genannte Überspannungen, produzieren, die sofort auftreten.

Zusätzlich zu den Überspannungen wird empfohlen, bei der Installation in der Nähe von störanfälligen Geräten wie Motoren, Transformatoren, Magneten und Magnetspulen den Einbau von Vorrichtungen zu erwägen, die Störungen beseitigen, wie z. B. Überspannungsabsorber und Rauschfilter.

Was ist ein Drehmomentsensor?

Ein Drehmomentsensor ist ein Gerät zur Messung des Drehmoments (der Kraft, die eine Welle verdreht).

Der Drehmomentsensor wandelt die winzige Verdrehung der Welle, wenn ein Drehmoment auf die Welle ausgeübt wird, in ein Drehmoment um, das ausgegeben und angezeigt wird. Sie werden in verschiedenen Situationen eingesetzt, in denen eine Drehmomentmessung erforderlich ist, z. B. beim Drehmomentmanagement an Produktionslinien und bei der Leistungsbewertung von Industrieanlagen.

Je nach Produkt können sie auch als Drehmomentmessgeräte oder Drehmomentmesser bezeichnet werden. Für die Verwendung der verschiedenen Bezeichnungen gibt es keine Regeln, aber sie werden im Allgemeinen wie folgt verwendet. In diesem Artikel wird die Bezeichnung Drehmomentsensoren unabhängig von ihrer Verwendung verwendet.

• Drehmomentsensoren
  Es handelt sich um ein in Elektrofahrrädern, Robotern usw. eingebautes Messgerät, bei dem das erfasste Drehmoment zur Steuerung des Motors oder Roboters verwendet wird.
• Drehmomentmessgeräte
  Es handelt sich um ein Messgerät, mit dem das Anzugsdrehmoment eines Schraubendrehers o. Ä. gemessen und der Drehmomentwert an Ort und Stelle anhand einer Anzeige überprüft werden kann. Es wird auch in Motorprüfgeräten verwendet, um das Drehmoment eines Motors zu bewerten.

Anwendungen von Drehmomentsensoren

Ein bekanntes Beispiel für den Einsatz von Drehmomentsensoren sind elektrisch unterstützte Fahrräder. Bei elektrisch unterstützten Fahrrädern erfasst der Drehmomentsensor die Kraft (das Drehmoment), die durch das Treten des Menschen ausgeübt wird. Der Motor erzeugt dann als Reaktion auf dieses Drehmoment die erforderliche Hilfskraft, wodurch die Belastung durch das Treten der Pedale verringert wird.

Drehmomentsensoren werden häufig in industriellen Anwendungen eingesetzt. In der Industrie werden sie vor allem für die Qualitätskontrolle und die Testforschung eingesetzt.

1. Qualitätskontrolle

Für die Qualitätskontrolle werden sie hauptsächlich in folgenden Situationen eingesetzt:

• Stichprobenkontrollen
  Prüfung der Festigkeit, mit der die Verschlüsse von Behältern während der Produktion angezogen werden
• Regelmäßige Kontrollen
  Kontrollen vor Arbeitsbeginn, um sicherzustellen, dass die an den Produktionslinien verwendeten elektrischen Schraubenzieher innerhalb der normalen Grenzen arbeiten

2. Prüfung und Forschung

Zu Prüf- und Forschungszwecken werden sie hauptsächlich in folgenden Situationen eingesetzt:

• Festigkeitsmessungen
  Messung der Festigkeit von Prüfmaterialien und Bauteilen gegen Verdrehung
• Bewertung der Motorleistung
  Messungen zur Bewertung der Leistung von Motoren unter Last
• Messung des Rotationsmoments von Maschinen
  Messung des Drehmoments von Walzen, z. B. an Rotationsdruckmaschinen, um die optimalen Betriebsbedingungen der Maschine zu ermitteln

Funktionsweise von Drehmomentsensoren

Drehmomentsensoren erfassen ein Drehmoment in folgender Reihenfolge:

1. Eine Torsionskraft (Drehmoment) wird auf die Welle ausgeübt.
2. Das Drehmoment verursacht eine Torsion/Dehnung in der Welle.
3. Die Torsion/Dehnung der Welle wird gemessen.
4. Das auf die Welle wirkende Drehmoment wird aus der gemessenen Größe berechnet.

Die Torsion/Dehnung der Welle wird verarbeitet und als elektrisches Signal ausgegeben. Viele Drehmomentsensoren sind mit einem Verstärker ausgestattet. Das elektrische Signal wird durch den Verstärker verstärkt und durch einen A/D-Wandler in einen messbaren Wert umgewandelt. Einige Drehmomentsensoren sind mit einer Anzeige ausgestattet, so dass der Drehmomentwert an Ort und Stelle visuell überprüft werden kann.

Arten von Drehmomentsensoren

Es gibt verschiedene Methoden zur Messung der Wellendrehung und -dehnung, aber die folgenden vier Methoden werden in den derzeit in der Praxis verwendeten Drehmomentsensoren häufig verwendet:

1. Dehnungsmessstreifen-Drehmomentsensoren

Bei dieser Methode werden Dehnungsmessstreifen (DMS) zur Messung der Dehnung an der Welle verwendet. Ein Dehnungsmessstreifen (DMS) ist ein Sensor, der die Dehnung anhand des elektrischen Widerstands misst, der sich beim Ausdehnen und Zusammenziehen ändert. Die Welle erzeugt beim Aufbringen eines Drehmoments eine Zug- und Druckspannung in der ±45°-Richtung. Die Dehnung in Richtung dieser Spannung wird mit einem Dehnungsmessstreifen gemessen.

2. Kapazitive Drehmomentsensoren

Bei dieser Methode wird die Dehnung der Welle durch Änderungen der Kapazität eines Kondensators gemessen. Zwei Elektroden werden auf der Welle angebracht und die Kapazitätsänderung wird gemessen, wenn sich die Position der Elektroden bei einer Verformung der Welle ändert.

Diese Methode hat einen einfacheren Aufbau und eine kürzere Wellenlänge als die Dehnungsmessstreifen-Methode und wird häufig in Drehmomentsensoren für Roboter eingesetzt.

3. Magnetostriktive Drehmomentsensoren

Diese Methode misst die Belastung der Welle durch die Änderung der Induktivität der Spule. Wenn eine Torsionskraft auf die Welle einwirkt, ändert sich die magnetische Permeabilität (Durchlässigkeit des magnetischen Flusses). Dieses Prinzip wird als inverser magnetostriktiver Effekt bezeichnet. Magnetostriktive Drehmomentsensoren platzieren eine Spule außerhalb der Welle und erfassen Änderungen der magnetischen Permeabilität der Welle durch Änderungen der Induktivität der Spule.

Magnetostriktive Drehmomentsensoren haben die folgenden Vorteile, da sie das Drehmoment berührungslos messen können:

• Das Drehmoment an rotierenden Wellen, wie z. B. an den rotierenden Wellen von Motoren und Verbrennungsmotoren, kann gemessen werden.
• Das Drehmoment kann ohne Beeinträchtigung der Festigkeit der Welle gemessen werden, da der Sensor nicht an der Welle befestigt werden muss.

4. Optische Drehmomentsensoren

Bei dieser Methode wird ein optischer Sensor verwendet, um die Belastung der Welle zu messen. Wenn sich die Welle verdreht oder verformt, verschiebt sich die Position des Lichtsenders und -empfängers, was zu einem Unterschied in der empfangenen Lichtmenge führt. Diese Differenz in der empfangenen Lichtmenge wird in ein elektrisches Signal umgewandelt und als Drehmoment erfasst.

Weitere Informationen zu Drehmomentsensoren

Produkte mit eingebauten Drehmomentsensoren

Die jüngsten technologischen Entwicklungen haben dazu geführt, dass Drehmomentsensoren immer kleiner werden und Produkte mit eingebauten Drehmomentsensoren zur Verfügung stehen. In diesem Abschnitt werden Produkte mit eingebauten Drehmomentsensoren für industrielle Anwendungen vorgestellt:

1. Motor mit eingebautem Drehmomentsensor
In diesem Produkt sind ein Motor, ein Untersetzungsgetriebe und ein Drehmomentsensor integriert. Da weder ein externes Untersetzungsgetriebe noch ein Drehmomentsensor erforderlich sind, kann die Ausrüstung verkleinert werden.

Der Drehmomentsensor ermöglicht die direkte Messung des Drehmoments an der Abtriebswelle, was eine hochpräzise Drehmomentsteuerung ermöglicht. Dadurch kann das Gerät sanft angetrieben oder der Kontakt mit Menschen erkannt werden, um das Gerät sicherer zu machen.

2. Drehmomentsensoren in Robotern
Gelenkroboter mit eingebauten Drehmomentsensoren sind in den letzten Jahren auf den Markt gekommen. Vor allem die Zahl der Roboter mit eingebauten Drehmomentsensoren in der Kategorie der kooperativen Roboter nimmt zu. Bei kooperativen Robotern sind sie zylindrisch geformt und in den Roboterarm integriert.

Drehmomentsensoren erfassen das Ausgangsdrehmoment der Rotationsachsen des Roboters und steuern Kräfte wie die für die Aufgabe des Roboters erforderliche Schubkraft oder erkennen den Kontakt mit einer Person oder einem Hindernis. Für Roboter sind Drehmomentsensoren notwendige Geräte, um anspruchsvollere Aufgaben zu erfüllen und mit Menschen im selben Raum zusammenzuarbeiten. Es wird erwartet, dass der Markt für Drehmomentsensoren in diesem Bereich in Zukunft wachsen wird.

Was ist ein Membranschalter?

Membranschalter sind Schalter, die eine PET-Folie oder eine andere dünne Folie, also eine Membran, als Kontaktpunkt für einen Schaltkreis verwenden.

Membranschalter werden häufig als Taster in Geräten, Inspektionsanlagen und anderen Vorrichtungen verwendet, die eine manuelle Bedienung erfordern. Bei Membranschaltern befinden sich die Kontakte des Schaltkreises innerhalb einer dünnen Folie. Der Schalter wird durch manuelles Drücken der dünnen Folie betätigt.

Aufgrund der Struktur ist der Schalter nicht der Außenluft ausgesetzt, was ihn zu einem sehr staub- und wasserdichten Schalter macht. Zu den Membranschaltern gehören Produkte mit einer Scheibe im Inneren, die beim Drücken des Schalters ein Klickgeräusch erzeugt, und Produkte mit Buchstaben, Zahlen usw., die auf eine Folie auf der Oberfläche gedruckt sind. Die Vielfalt ist sehr groß und unterscheidet sich auch im Detail.

Anwendungen von Membranschaltern

Membranschalter werden häufig für Schaltverbindungen in Produkten verwendet, die eine manuelle Betätigung von Tasten und Schaltern erfordern. Beispiele hierfür sind Haushaltsgeräte, elektronische Geräte, Inspektionsgeräte, Laborgeräte und Automobilkomponenten. Membran Bedienfelder sind auch in anderen Produkten in unserer Umgebung weit verbreitet.

• Eingabeteile für Zahlen und Zeichen auf Taschenrechnern
• Tasten an Haushaltswaschmaschinen
• Tasten für die Bedienung von Bürogeräten wie Fotokopierern und PC-Tastaturen
• Tasten für wind- und regensichere Bedienfelder in münzbetätigten Parkhäusern

Bei der Auswahl eines Membranschalters müssen neben den für Membranschalter charakteristischen staub- und wasserdichten Eigenschaften auch die verschiedenen Anforderungen an einen Schalter wie Hitzebeständigkeit, Haltbarkeit und Größe berücksichtigt werden.

Funktionsweise von Membranschaltern

Die Funktionsweise eines Membranschalters basiert auf der Funktionsweise eines mechanischen Dünnschichtschalters, bei dem eine dünne Oberflächenfolie, wie z.B. PET-Folie, mit dem Finger gedrückt wird. Dies geschieht indem die innere obere Kontaktfolie mit der unteren Kontaktfolie, die über einen Abstandshalter laminiert ist, in Kontakt kommt und die Kontaktpunkte sich berühren, um den Schalter zu aktivieren.

Die Oberflächenfolie ist die Stelle, die der Benutzer tatsächlich mit seinen Händen berührt, und ist mit Zahlen und Buchstaben bedruckt, wobei einige Produkte wasserdicht sind. Auf der oberen Kontaktfolie sind leitfähige Tasten angebracht, und die Komponenten auf der unteren Kontaktfolie sind Tasten und Schaltungen, die zur oberen Kontaktfolie passen.

Der Abstandshalter verhindert, dass sich die Taste auf dem oberen Kontaktbogen und die Taste auf dem unteren Kontaktbogen unter normalen Bedingungen berühren, und ist mit einem Loch versehen, das zur Taste passt. Wenn der Knopf gedrückt wird, wird die gesamte Platte eingedrückt und die Kontakte kommen miteinander in Kontakt und werden aktiviert. Die Trägerfolie wird verwendet, um den Membranschalter mit dem Gerät zu verbinden, das den Membranschalter verwendet.

Diese Folienkonfiguration ist die Grundlage der Membranschalter, aber die Oberflächenfolie kann auch als obere Kontaktfolie dienen, oder es kann eine geprägte oder metallische Kuppel in Kombination verwendet werden, um ein Klickgefühl zu erreichen.

Arten von Membranschaltern

Es gibt sehr viele verschiedene Arten von Membranschaltern, was auf ihre Vielseitigkeit und die unterschiedlichen Anwendungsmöglichkeiten zurückzuführen ist. Die drei Grundtypen sind folgende:

1. Flacher Typ

Mit einer flachen Oberfläche und ohne Unregelmäßigkeiten können diese Schalter leicht dünner gemacht werden. Er hat auch die einfachste Struktur und kann frei platziert werden. Beim Drücken des Schalters gibt es jedoch kein Klickgeräusch.

2. Geprägter Typ

Das Oberflächenblech hat eine geprägte Oberfläche, die beim Drücken des Schalters ein Klickgefühl und einen Hub erzeugt.

3. Metallkuppel Typ

Eine Metallplatte, die so genannte Metallkuppel, ist in die Oberflächenfolie eingearbeitet, um ein mechanisches Klickgefühl zu erzeugen.

Weitere Informationen über Membranschalter

1. Membranschalter mit eingebauter LED

Membranschalter sind strukturell mehrschichtig aufgebaut, sodass im Inneren LEDs eingebaut werden können, um das Ein- und Ausschalten des Schalters visuell zu erleichtern. Die Membranfolie besteht aus transparentem PTFE.

Membranfolien werden häufig aus transparenten PET-Folien hergestellt Wenn mehrere Funktionen durch die Emissionsfarben benachbarter LEDs ausgedrückt werden sollen, müssen die Anordnung der LEDs und die Struktur der Innenschichten so gestaltet werden, dass ein Lichtaustritt verhindert wird.

2. Membranschalter für Automobilanwendungen

Membranschalter werden in Automobilanwendungen eingesetzt und dienen in Sensoranwendungen zur Erkennung von Insassen. Mit der Einführung der Gurtanlegepflicht haben die Automobilhersteller Systeme entwickelt, die die Insassen daran erinnern, sich anzuschnallen.

Membranschalter sind in die Sitzoberfläche eingebettet und werden durch das Absinken der Sitzoberfläche aktiviert, wenn sich der Insasse hinsetzt. Ob eine Person auf dem Sitz sitzt, lässt sich daran erkennen, ob der Membranschalter aktiviert ist oder nicht. In vielen Fällen werden handflächengroße Membranschalter verwendet, um Fehlfunktionen zu vermeiden, z.B. dass der Schalter aufgrund einer ungleichmäßigen Sitzposition nicht funktioniert.

3. PC-Tastaturen

Derzeit werden Membranschalter vor allem in PC-Tastaturen eingesetzt. Die Schaltkreise der verschiedenen Schalter für die Mehrfachtasten werden in einem Druckverfahren auf einer großen Platte gebildet, die die gesamte Tastatur bedeckt. Anschließend werden mehrere leitfähige Tasten angebracht, die durch Drücken der Tasten betätigt werden.

Im Gegensatz dazu gibt es Tastaturen mit einer mechanischen Struktur. Mechanische Tastaturen zeichnen sich durch eine taktile Haptik aus, da die Tasten unabhängig voneinander sind. Die Komplexität der Struktur macht sie jedoch teurer, sodass es vergleichsweise billiger ist, Membranschalter zu verwenden, die eine einfache Struktur haben und für die Massenproduktion geeignet sind. Membranschalter sind heute in vielen PC-Tastaturen weit verbreitet, da sie einfach dünner gemacht werden können und staub- und wasserdicht sind.

Was ist ein UV-Sensor?

UV-Sensoren sind Sensoren, die ultraviolette Strahlung erkennen.

Ultraviolette Strahlung gilt als gesundheitsfördernd, wenn man sich ihr in Maßen aussetzt und wird für Gesundheitsanwendungen genutzt. Eine weitere Anwendung für ultraviolette Strahlung ist die Sterilisation von Geräten, da sie ebenfalls eine sterilisierende Wirkung hat.

Da UV-Strahlung jedoch nicht mit dem Auge wahrgenommen werden kann, werden in UV-Bestrahlungsgeräten UV-Sensoren verwendet. In den letzten Jahren haben die sterilisierende Wirkung von UV-Licht und UV-härtenden Harzen Aufmerksamkeit erregt und UV-Bestrahlungsgeräte werden zunehmend nicht nur in der Industrie, sondern auch im privaten Bereich eingesetzt. Es gibt verschiedene Arten von UV-Sensoren, von denen einige Modelle die Intensität und die Gesamtzahl ausgeben.

Anwendungen von UV-Sensoren

Geräte, die künstlich ultraviolette Strahlung abgeben, werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, die von kleinen Gesundheitsgeräten bis hin zu industriellen Anwendungen reichen. Solche Geräte sind immer mit einem UV-Sensor ausgestattet.

Der Zweck besteht darin, die Intensität der UV-Strahlung zu kontrollieren, da zu viel UV-Strahlung für den menschlichen Körper schädlich ist.

Zu den industriellen Anwendungen gehören die folgenden Anwendungen:

• Herstellung von UV-härtenden Harzen
• Anwendung innerhalb von Halbleiterfertigungsanlagen
• Identifizierung und Druck von Banknoten
• Anwendung in Maschinen für Sonnenstudios
• Anwendung in Geräten zur Behandlung von Fußpilz aufgrund der sterilisierenden Wirkung von ultraviolettem Licht
• Anwendung in Luftreinigern

Funktionsweise der UV-Sensoren

Der Hauptbestandteil des UV-Sensors ist die UV-Silizium-Fotodiode. Wenn die Fotodiode mit Licht bestrahlt wird, das ultraviolette Strahlung enthält, fließt ein elektrischer Strom. Der Stromwert ändert sich in Abhängigkeit von der Intensität des ultravioletten Lichts, so dass die Menge des ultravioletten Lichts durch Messung des Stromwerts erfasst wird.

Fotodioden unterscheiden sich je nach ihrer Struktur in Bezug auf die Ansprechgeschwindigkeit und andere Merkmale. Es gibt Schottky-, PN- und Photoleiterstrukturen, die alle ihre eigenen Eigenschaften haben und je nach Anwendung ausgewählt werden sollten.

Es gibt Sensoren mit optischen Filtern, da die Dioden nicht auf Sonnenlicht oder Glühlampenlicht reagieren. Es gibt auch Sensoren, die UV-Strahlung erkennen, indem sie den Anteil des sichtbaren Lichts von der Differenz zwischen einem UV-Sensor mit hoher Empfindlichkeit und einem mit geringer Empfindlichkeit abziehen.

Einige Sensoren verwenden eine Photomultiplier-Röhre anstelle einer Photodiode als UV-Lichtempfangselement.

Weitere Informationen zu UV-Sensoren

1. Markt für UV-Sensoren

Das Interesse an Umweltsensoren, einschließlich UV-Sensoren, nimmt zu und der Weltmarkt wird voraussichtlich 10 Milliarden USD übersteigen. Bei der globalen Marktgröße von sechs untersuchten Arten von Industriesensoren machen Gassensoren den größten Anteil aus, gefolgt von magnetischen Sensoren und UV-Sensoren an dritter Stelle.

Während in der Vergangenheit die Hauptanwendungen für die Ultraviolettmessung im Katastrophenschutz und in der Industrie lagen, wird die Nachfrage nach Sensoren aufgrund der Ausweitung der allgemeinen Anwendungen steigen: 2024 wird sie voraussichtlich 14 Milliarden USD betragen und auch die Gesamtnachfrage nach UV-Sensoren wird voraussichtlich steigen.

2. UV-Sensoren für den Einsatz in der Sterilisation

UV-Sensoren machen sich die sterilisierende Wirkung von ultraviolettem Licht zunutze und werden in letzter Zeit häufig in öffentlichen Einrichtungen wie Flughäfen und gewerblichen Einrichtungen wie Restaurants eingesetzt. Daher gibt es mehr Gelegenheiten für den allgemeinen Verbraucher, mit UV-Generatoren in Kontakt zu kommen, als je zuvor.

Da die Nachfrage nach Entkeimung an Orten, die von der Öffentlichkeit genutzt werden, zunimmt, muss gemessen werden, ob das UV-Licht stark genug für die Entkeimung ist, während gleichzeitig sichergestellt wird, dass keine schädlichen Wellenlängen des UV-Lichts austreten. UV-Sensoren sind daher wichtig für diesen Zweck.

3. Flammendetektion mit UV-Sensoren

Zu den Produkten, bei denen UV-Sensoren zum Einsatz kommen, gehören Flammensensoren, die schwache ultraviolette Strahlung in Flammen erkennen. Sie werden u. a. an Orten eingesetzt, an denen eine sofortige Branderkennung erwünscht ist, wie z. B. in Bekleidungs- und Bettwarenläden und in Raucherbereichen, wo die Gefahr der Ausbreitung von Flammen besteht. Sie werden auch zur Flammenerkennung in Kesselbrennern eingesetzt.

Flammensensoren gibt es in einer Vielzahl von Erfassungsmethoden, z. B. Wärme und Infrarot, aber sie haben ihre eigenen Herausforderungen, z. B. das Fortschreiten des Feuers, bevor es erkannt werden kann. Ultraviolette Flammensensoren haben zudem das Problem, dass die Maschinen, die das ultraviolette Licht erzeugen, möglicherweise Fehlalarme auslösen. Um Brände schnell zu erkennen, werden hochpräzise Sensoren benötigt.

Was ist ein Ultraschall-Durchflussmesser?

Ein Ultraschall-Durchflussmesser ist ein Durchflussmesser, der akustische Schwingungen nutzt, die durch Ultraschallwellen verursacht werden und der sich durch eine berührungslose Messung mit dem zu messenden Objekt auszeichnet.

Es gibt zwei Verfahren: das Laufzeitdifferenzverfahren und das Dopplerverfahren. Ultraschall-Durchflussmesser haben einen einfachen Aufbau ohne Druckverlust, da es keine Hindernisse im Rohr gibt. Sie sind weniger störanfällig, haben einen großen Messbereich, werden nicht von der Dichte oder Viskosität der Flüssigkeit beeinflusst und haben eine hohe Genauigkeit.

Ultraschall-Durchflussmesser sind auch Clamp-On-Geräte, d. h. sie können außerhalb des Rohrs montiert werden und korrosive Flüssigkeiten messen, ohne dass der Sensor korrodiert.

Anwendungen von Ultraschall-Durchflussmessern

Ultraschall-Durchflussmesser werden zur Messung der Durchflussmenge von Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen in Rohrleitungen eingesetzt. Insbesondere werden sie häufig zur Kontrolle des Durchflusses von Flüssigkeiten in Wasseraufbereitungsanlagen und Fabriken eingesetzt.

Bei den Ultraschall-Durchflussmessern kann die Laufzeitdifferenzmethode keine Messgenauigkeit gewährleisten, wenn Feststoffe oder Blasen beigemischt sind. Daher werden sie zur Messung von Flüssigkeiten mit hohem Reinheitsgrad eingesetzt, beispielsweise zur Kontrolle der Durchflussmenge von Chemikalien in Halbleiteranlagen. Die Doppler-Methode hingegen nutzt Feststoffe und Blasen in der Flüssigkeit zur Messung des Durchflusses und wird daher zur Messung des Durchflusses von suspendierten Flüssigkeiten, z. B. Schlamm und Abwasser, eingesetzt.

Bei Ultraschall-Durchflussmessern, sowohl bei der Laufzeit- als auch bei der Doppler-Methode, handelt es sich um Clamp-On-Geräte, die an der Außenseite der Rohrleitung angebracht und wieder abgenommen werden und Ultraschallwellen von außerhalb der Rohrleitung senden und empfangen. Dies bedeutet, dass es keine Hindernisse in den Rohrleitungen gibt, der Druckverlust gleich Null ist und die einfache Struktur störungsresistent und unbeeinflusst von der Dichte und Viskosität der Flüssigkeit ist. Da keine Sensoren oder andere Komponenten in den Rohrleitungen angebracht werden müssen, können auch korrosive Flüssigkeiten gemessen werden, ohne dass die Komponenten korrodieren.

Funktionsweise von Ultraschall-Durchflussmessern

Ultraschall-Durchflussmesser gibt es als Ausbreitungszeitdifferential-Ultraschall-Durchflussmesser und Ultraschall-Durchflussmesser nach dem Doppler-Verfahren, die jeweils unterschiedlich aufgebaut sind:

1. Ausbreitungszeit-Ultraschall-Durchflussmesser

Ausbreitungszeit-Ultraschall-Durchflussmesser werden auch als Laufzeit-Ultraschall-Durchflussmesser bezeichnet. Ausbreitungszeit-Ultraschall-Durchflussmesser sind heute der häufigste Typ von Ultraschall-Durchflussmessern. Sie sind so konfiguriert, dass sie Ultraschallwellen diagonal durch das Fluid von stromaufwärts nach stromabwärts (vorwärts) und umgekehrt (rückwärts) im Rohr senden und empfangen.

Wenn sich die Flüssigkeit nicht bewegt, ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Ultraschallwellen bei der Übertragung in Vorwärtsrichtung die gleiche wie bei der Übertragung in Rückwärtsrichtung. Wenn sich die Flüssigkeit jedoch bewegt, ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit des in Vorwärtsrichtung gesendeten Ultraschalls die Geschwindigkeit plus die Geschwindigkeit der Flüssigkeit.

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der in umgekehrter Richtung gesendeten Ultraschallwellen ist dagegen die Ausbreitungsgeschwindigkeit minus der Geschwindigkeit der Flüssigkeit. Mit anderen Worten, bei Ausbreitungszeit-Ultraschall-Durchflussmesser wird aus dieser Geschwindigkeitsdifferenz die Geschwindigkeit des Fluids berechnet, woraus sich der Durchfluss ergibt.

Aufgrund dieses Aufbaus und Prinzips sind Ausbreitungszeit-Ultraschall-Durchflussmesser sehr genau bei der Messung von Durchflussmengen. Befinden sich jedoch Feststoffe oder Blasen in der Flüssigkeit, kann die Messgenauigkeit nicht aufrechterhalten werden und eine Messung ist nicht möglich.

2. Ultraschall-Durchflussmesser nach dem Doppler-Verfahren

Ultraschall-Durchflussmesser nutzen den Doppler-Effekt aus. Der Doppler-Effekt wird durch das Phänomen charakterisiert, dass der Ton einer Krankenwagensirene bei Annäherung und Entfernung unterschiedlich gehört wird. Dieses Phänomen tritt auf, weil sich die scheinbare Wellenlänge der Schallwellen ändert, wenn sich die Schallquelle auf den Beobachter zubewegt und von ihm wegbewegt.

Bei Ultraschall-Durchflussmesser nach dem Doppler-Verfahren werden Ultraschallwellen in die im Rohr fließende Flüssigkeit eingestrahlt, die von den Körnern und Blasen in der Flüssigkeit reflektiert werden. Die Ultraschallwellen werden dann mit einer Wellenlänge (Frequenz) empfangen, die durch die Reflexionen an den Körnern und Blasen verschoben ist. Da die Frequenzänderung der Ultraschallwellen in einem linearen Verhältnis zur Strömungsgeschwindigkeit steht, kann die Durchflussmenge aus der Strömungsgeschwindigkeit berechnet werden.

Weitere Informationen zu Ultraschall-Durchflussmessern

1. Probleme im Zusammenhang mit Blasen bei Ultraschall-Durchflussmessern mit zeitdifferenzieller Ausbreitung

Bei der Messung von Gas- und Flüssigkeitsdurchflüssen mit einem Ausbreitungszeit-Ultraschall-Durchflussmesser werden die Messwerte durch die Geschwindigkeitsverteilung im System beeinflusst, so dass die Anströmung des Durchflussmessers gleichgerichtet werden muss. Insbesondere bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten der Flüssigkeit kann es vor dem Messgerät und im System zu Kavitation kommen. Wenn Kavitation auftritt, können leicht Luftblasen entstehen oder in die Flüssigkeit gemischt werden, die mit einem Ultraschall-Durchflussmesser mit Laufzeitunterschied nicht genau gemessen werden können.

Eine Gegenmaßnahme gegen diese Luftblasen ist der Einbau eines Gas-Flüssigkeits-Trennbehälters vor dem Gerät. Dies erfordert jedoch Änderungen an der vorhandenen Ausrüstung, und die Kosten sind ein Nachteil. In den letzten Jahren wurden daher Ultraschall-Durchflussmesser entwickelt, deren Funktion darin besteht, die Durchflussmenge zu messen, indem die Daten aus dem Durchgang von Luftblasen gelöscht werden.

2. Vorteile von Clamp-On Ultraschall-Durchflussmessern

Es gibt volumetrische Durchflussmesser, Turbinendurchflussmesser und Durchflusszellen-Durchflussmesser, die alle den Einbau eines Messfühlers in die Rohrleitung erfordern, um die Durchflussmenge der Flüssigkeit in der Rohrleitung zu messen. Bei neuen Anlagen kann die Position des Durchflussmessers bereits in der Planungsphase festgelegt werden und die Spezifikationen können endgültig festgelegt werden.

Bei bestehenden Anlagen gibt es jedoch viele Fälle, in denen Änderungen an den Rohrleitungen erforderlich sind und die Anlage abgeschaltet wird. Der Einbau eines Differenzdruck- oder Turbinendurchflussmessers in eine bestehende Anlage erfordert zum Beispiel das Durchtrennen der Rohrleitungen.

Die Clamp-On-Ultraschall-Durchflussmesser haben jedoch den Vorteil, dass sie keine Arbeiten an den Rohrleitungen erfordern und problemlos in bestehende Anlagen eingebaut werden können.

Was ist ein Niesschutz?

Mit dem Ausbruch des neuen Coronavirus werden zunehmend Niesschutze als Maßnahme gegen Coronavirus-Infektionen eingesetzt.
Ausgehend von der Erkenntnis, dass die Infektion mit dem Coronavirus durch Speicheltröpfchen verursacht wird, werden Niesschutzpaneele aufgestellt, um die Speicheltröpfchen zu blockieren, die vor allem beim Husten oder Sprechen fliegen. Niesschutze werden daher an Schaltern und Kassen eingesetzt, wo Menschen miteinander in Kontakt kommen, sowie als Trennwände in Büros, wo Menschen zusammenkommen.

Da sie Tröpfchen physisch abblocken, bieten sie eine bessere Tröpfchenkontrolle und mehr Sicherheit als Maßnahmen, die sich auf Masken beschränken. Viele der derzeit auf dem Markt befindlichen Niesschutze sind transparent, was bei der Verwendung als Trennwände von Vorteil ist, da die Menschen so die Gesichter der anderen sehen und sich ungestört unterhalten können.

Anwendungen des Niesschutzes

Niesschutze werden zur Verhinderung von Infektionen eingeführt und häufig in Büros, verschiedenen Verkaufsstellen, Banken und Behörden eingesetzt, wo es viele Begegnungen von Angesicht zu Angesicht mit vielen Menschen gibt, hauptsächlich an Schreibtischen.

Niesschutze werden auch in Restaurants empfohlen, wo es viele Gelegenheiten gibt, die Maske abzunehmen, und wo die Verbreitung von Tröpfchen beim Essen und Trinken ein Problem darstellt. Ihr Einsatz ist besonders effektiv in Bereichen, in denen sie sich wahrscheinlich in unmittelbarer Nähe befinden, wie z. B. an Theken.

Nieschutz ist als Vollwand oder mit einem teilweise offenen Fenster für die Entgegennahme und Abgabe von Eintrittskarten, Geld usw. erhältlich.

Formen des Niesschutzes

Niesschutz kann gefaltet oder zusammengesetzt werden.
Faltbare Paneele bestehen aus Kunststoff oder anderen Materialien mit Falten, und können durch Öffnen der Falten in einen selbständigen Zustand versetzt werden.

Der Vorteil besteht darin, dass das stehende Bauteil aufgrund der oben gezeigten Falten gefaltet und für den Transport kompakt gemacht werden kann.

Der montierte Typ besteht aus einem Ständer mit einer Nut in der Mitte, in die das Paneel eingesetzt wird, und des Paneels als Set. Diese Montageart ist einfach zu montieren, leicht und einfach zu transportieren.

Vorsichtsmaßnahmen für die Verwendung des Niesschutzes

Die Paneele sollten nach dem Gebrauch häufig desinfiziert werden, z. B. durch Abwischen mit feuchten Tüchern, und alle feuchten Tücher mit Tropfen darauf sollten entsorgt werden.

Acryl, PET-Harz und starres Polyvinylchlorid werden als Materialien für Niesschutze aus Kunststoff verwendet; PET-Harz und starres Polyvinylchlorid sind resistent gegen Alkohol und Natriumhypochlorit, die zur Desinfektion verwendet werden, aber Acryl kann winzige Risse entwickeln, wenn es mit einer hohen Alkoholkonzentration abgewischt wird. Beachten Sie, dass Acrylglas beim Abwischen mit konzentriertem Alkohol winzige Risse bilden kann.

Da möglicherweise entflammbare Kunststoffe verwendet werden, sollten Sie die Warnschilder lesen und das Produkt nicht in der Nähe von Öfen, rauchenden Zigaretten oder in anderen feuergefährdeten Bereichen verwenden.

Wirksamkeit des Niesschutzes

Speichel, der beim Husten und Sprechen entsteht, kann über einen weiten Bereich verspritzt werden, wobei die durchschnittliche Entfernung ohne Maske oder Niesschutz 1-2 m beträgt.

Als wir testeten, wie viele Tropfen durch das Aufstellen der Niesschutze verhindert werden können, stellten wir fest, dass sich beim Husten mit den Paneelen 120 cm vom Boden entfernt (etwa die Höhe des Mundes einer auf einem Stuhl sitzenden Person) einige feine Tropfen über die Trennpaneele hinaus auf die Paneele davor, schräg davor und zur Seite hin ausbreiten. Es wurde beobachtet, dass sich der Sprühnebel über die Trennpaneele verteilte. Bei Paneelen mit einer Höhe von etwa 140 cm (hoch genug, um den Kopf der sitzenden Person fast zu bedecken) gab es fast keinen Sprühnebel für die Umgebung.

Mit anderen Worten: Die Paneele sollten mindestens so hoch wie der Kopf sein, um Niesschutz zu gewährleisten.

Merkmale des Niesschutzes nach Material

Es wurde bereits erwähnt, dass Niesschutze gefaltet oder zusammengesetzt werden können. Die Eigenschaften der Niesschutze sind je nach dem Material des Paneelteils sehr unterschiedlich.

Typische Materialien für Niesschutze und ihre jeweiligen Eigenschaften sind:

Expandiertes Polystyrol, das für Bauplatten, Fischkästen usw. verwendet wird, ist sehr preiswert, leicht, stabil und sehr hygienisch, da es mit Alkohol desinfiziert werden kann und sich daher für Niesschutze eignet. Allerdings sind sie grundsätzlich weiß oder schwarz gefärbt und nicht transparent. Sie eignen sich nicht für den Einsatz in Bereichen, in denen eine Interaktion von Angesicht zu Angesicht erforderlich ist, da die Sicht behindert wird.

Wie der Styrolschaumstoff ist auch Wellpappe preiswert und leicht. Es ist auch leichter zu entsorgen als andere Materialien. Andererseits ist es wie Styrolschaum nicht für den Einsatz geeignet, wenn eine Interaktion von Angesicht zu Angesicht erforderlich ist, da die Sicht behindert wird.

Acrylmaterial, das ursprünglich als Acrylglas und Acrylkoffer verwendet wurde, ist aufgrund seiner Dicke und Bedeutung das stärkste Material. Es ist außerdem sehr durchlässig und fühlt sich luxuriös an, so dass es sich für den persönlichen Kontakt mit dem Kunden eignet.

Kunststoffmaterialien wie PET sind relativ transparent und leicht, sie sind weniger bruchgefährdet und leichter zu handhaben als Acrylmaterialien.

Andererseits können Vinylvorhänge und ähnliche Materialien für denselben Zweck wie Niesschutze verwendet werden. Da sie einfach zu installieren sind, können sie je nach Einsatzort und -szene auf unterschiedliche Weise verwendet werden.

Kriterien für die Auswahl des Niesschutzes und Zukunftsperspektiven

Die folgenden fünf Punkte können als Kriterien für die Auswahl der Niesschutze genannt werden:

1. Einsatzort und Einsatzgebiet
2. Form des Niesschutzes
3. Vorkehrungen für die Verwendung
4. Größe der Platte
5. Material des Niesschutzes

Die Nachfrage nach Niesschutzen als Produkt zur Verhinderung der Ausbreitung von Infektionskrankheiten wird in Zukunft wahrscheinlich noch steigen. Schon jetzt haben einige Unternehmen ihren Absatz von Kunststoff- und Acrylplatten mehr als verdoppelt, andere haben ihre Produktion um 50 % gesteigert, und diese Nachfrage hat Auswirkungen auf die Hersteller von Rohstoffen. Eine Umfrage auf einer Messe ergab, dass etwa 60 % der Unternehmen Niesschutze eingeführt haben, was darauf hindeutet, dass viele Unternehmen einen Bedarf an Niesschutzen haben und dass die Nachfrage in Zukunft weiter steigen wird. Es ist daher zu erwarten, dass dies Auswirkungen auf Rohstoffhersteller, Hersteller und Vertriebsunternehmen haben wird, die sich mit Niesschutzen beschäftigen. Dieses Produkt kann sowohl für Käufer als auch für Hersteller und Vertreiber eine Geschäftsmöglichkeit darstellen.

Was ist ein Foto-Unterbrecher?

Ein Foto-Unterbrecher ist eine Vorrichtung, bei der ein Lichtsender und ein Lichtempfänger in dieselbe Richtung ausgerichtet sind, Licht vom Lichtsender projiziert wird und das vom Objekt reflektierte Licht vom Lichtempfänger erfasst wird, um die Anwesenheit des Objekts zu erkennen.

Ein System, das Licht zur Erkennung eines Objekts verwendet, wird im Allgemeinen als Foto-Unterbrecher bezeichnet und bezieht sich auf ein Gerät, das die Fähigkeit hat, das Vorhandensein oder Fehlen und die Position eines Objekts durch Licht unter Verwendung einer Reihe von Lichtsendern und Fotodetektoren zu erkennen. Lichtschranken können in transmissive und reflektive Typen unterteilt werden. Transmissive Lichtschranken erkennen Objekte, indem sie das Licht auffangen, wenn es zwischen dem Lichtsender und dem Empfänger hindurchgeht.

Reflexionslichtschranken erkennen das von einem Lichtsender ausgesendete Licht, wenn es von einem Objekt reflektiert wird, und der Lichtempfänger erkennt das reflektierte Licht. Üblicherweise wird der Transmissionstyp als Foto-Unterbrecher und der Reflexionstyp als Fotoreflektor bezeichnet, um zwischen den beiden zu unterscheiden, weshalb sich dieser Artikel auf letztere beschränkt.

Anwendungen von Foto-Unterbrechern

Foto-Unterbrecher werden hauptsächlich zur Erkennung von Objekten im Nahbereich eingesetzt. Weitere Anwendungen sind die Erkennung von Schwarz-Weiß-Mustern unter Ausnutzung der Tatsache, dass das Licht je nach Oberflächenfarbe des Objekts unterschiedlich reflektiert wird, und die Messung von Entfernungen, da sich die Signalstärke je nach Abstand zwischen Objekt und Fotoreflektoren ändert.

Ein konkretes Beispiel ist die Fähigkeit, festzustellen, ob sich ein Objekt in einer bestimmten Position befindet oder nicht. Dazu gehört die Erkennung des Zustands der Medienbefestigung in Plattenspielern. In Encodern, die in verschiedenen Geräten verwendet werden, ist eine kreisförmige Schlitzplatte mit einem eingravierten Schlitz an der Drehachse angebracht, und ein Fotoreflektor wird ebenfalls in dem Mechanismus verwendet, um den Betrag der Drehung durch Zählen dieses Schlitzes zu erkennen.

Da sich in den geschlitzten Bereichen des Schlitzes keine Objekte befinden, kann die Anzahl der geschlitzten Bereiche anhand des Signals des lichtempfangenden Teils gezählt werden. Ein Beispiel für die Erkennung von Farbunterschieden ist die Verwendung eines selbstfahrenden Roboters als Sensor in einem Wegerfassungsmechanismus, wenn er sich entlang einer weißen Führungslinie bewegt.

Eine weitere Anwendung von Foto-Unterbrechern ist die Messung grober Abstände, z. B. bei der Erkennung von Tinten- oder Tonerresten in Druckern.

Funktionsweise der Foto-Unterbrecher

Ein Foto-Unterbrecher besteht aus einem lichtemittierenden Element, z. B. einer LED im nahen Infrarotbereich, und einem lichtempfangenden Element, z. B. einem Fototransistor oder einer Fotodiode, die in dieselbe Richtung weisen. Das von dem lichtemittierenden Element ausgesandte Licht wird von dem zu erfassenden Objekt reflektiert, und das lichtempfangende Element erfasst das reflektierte Licht, um das Objekt zu erfassen.

Die Intensität des reflektierten Lichts hängt unter anderem von der Entfernung zwischen dem Objekt und dem Foto-Unterbrecher ab. Je näher das Objekt und der Foto-Unterbrecher sind, desto stärker ist das reflektierte Licht, sodass der Abstand zwischen dem Objekt und dem Foto-Unterbrecher grob aus der Intensität des reflektierten Lichts bestimmt werden kann.

Da der Reflexionsgrad des Lichts von der Farbe und Dichte des Objekts abhängt, ermöglicht die Erfassung der Lichtintensität auch die Erkennung von Farbunterschieden und Grautönen.

Weitere Informationen über Foto-Unterbrecher

Zu beachtende Punkte beim Einsatz von Reflexions-Lichtschranken

1. Umgebungslicht
Es ist zu berücksichtigen, dass das lichtempfangende Element eines Foto-Unterbrecher strukturell nach außen hin eingebaut ist, sodass störendes Licht dazu neigt, den lichtempfangenden Teil zu umgehen. In der Regel wird im lichtempfangenden Teil des Foto-Unterbrechers ein Sperrfilter für sichtbares Licht installiert, der Licht mit einer Wellenlänge von 700 nm oder weniger blockiert, um den Einfluss von Störlicht zu verringern, aber auch dies kann es nicht vollständig verhindern.

2. Hintergrund
Der Hintergrund bewirkt, dass das Licht des Lichtsenders von einem Hintergrundobjekt reflektiert wird, auch wenn es kein zu erfassendes Objekt gibt, was zu einer falschen Erfassung durch das Lichtempfangselement führt. Wenn beispielsweise ein Papier über einen Rahmen aus rostfreiem Stahl oder verzinktem Stahl läuft und der Durchgang des Papiers erkannt wird, kann es vorkommen, dass der Lichtempfangssignalpegel, wenn kein Papier vorhanden ist, größer ist als der Lichtempfangssignalpegel, wenn Papier erkannt wird.

Daher sollte der Hintergrund rein schwarz sein oder eine große Fläche zur Verfügung haben.

3. Lichtreflexion des erkannten Objekts
Hinsichtlich des Ausgangspegels ist zu beachten, dass die Menge des reflektierten Lichts je nach Art, Entfernung und Größe des erkannten Objekts stark variiert. Ursprünglich liefert der Fotostrom eines reflektierenden Foto-Mikro-Sensors selbst bei der Erfassung eines Objekts nur einen Strompegel von einigen zehn bis hundert µA, sodass man sich darüber im Klaren sein muss, dass der Ausgangspegel des Lichtempfangselements selbst gering ist.

Es ist zu bedenken, dass auch bei dunkler Umgebung Dunkel- und Leckströme durch den Fotodetektor fließen, die bei einem Temperaturanstieg 10 µA oder mehr erreichen können, und dass diese Rauschpegel im Verhältnis zum Signalpegel nicht vernachlässigt werden können. Besondere Aufmerksamkeit ist Objekten mit geringem Reflexionsgrad zu widmen, da das Signal-Rausch-Verhältnis sehr gering ist.

4. Erkennung von kleinen oder transparenten Objekten
Wenn das zu erfassende Objekt klein oder transparent ist, ist das reflektierte Licht schwach und der Ausgangssignalpegel des Fotodetektors ist gering und kann mit dem Rauschen verwechselt werden. Es ist wichtig, die Spezifikationen des Foto-Unterbrechers im Hinblick auf die Größe des zu erfassenden Objekts zu überprüfen.