Was ist ein Bereichssensor?
Bereichssensoren sind Sensoren, die Personen oder Objekte innerhalb eines vordefinierten Bereichs erkennen.
Sie erkennen Objekte, indem sie Licht- oder Schallwellen aussenden und deren Reflexion oder Übertragung erfassen. Sicherheitslichtvorhänge sind eine weitere Art von Bereichssensoren.
In den letzten Jahren sind Sensoren auf den Markt gekommen, die nicht nur zweidimensionale Oberflächen, sondern auch dreidimensionale Räume erfassen.
Anwendungen von Bereichssensoren
Bereichssensoren werden für industrielle oder sicherheitstechnische Anwendungen eingesetzt. Nachfolgend einige Beispiele für Anwendungen von Bereichssensoren:
1. Erkennung von Eindringlingen in Anlagen
Viele industrielle Maschinen und Anlagen arbeiten unter Druck und Drehmoment, die den menschlichen Körper leicht zerstören können. Beispiele hierfür sind industrielle Müllpressen und Förderbänder für Kohlebrennstoffe. Wenn Arbeiter oder Passanten versehentlich in die Nähe solcher Anlagen kommen, besteht die Gefahr von Personenschäden.
Es ist gängige Praxis, die Anlagen mit Lochblech oder Handläufen zu umgeben, um eine leichte Berührung zu verhindern. Es ist jedoch unpraktisch, Bereiche vollständig abzudecken, in denen Personen die Anlagen häufig betreten und verlassen oder in denen eine regelmäßige Wartung erforderlich ist. In solchen Bereichen können Bereichssensoren installiert werden, so dass sich die Geräte abschalten, wenn Personen sie betreten. Bereichssensoren für solche Sicherheitsanwendungen werden auch als Sicherheitslichtvorhänge bezeichnet.
2. Zur Objekterkennung in unbemannten Fahrzeugen
In Fabriken und automatisierten Lagern werden AGVs (Automated Guided Vehicles) für den automatischen Transport von Waren eingesetzt, um Arbeitskräfte zu sparen und Kosten zu senken. In vielen Fällen werden Bereichssensoren verwendet, um Objekte in der Fahrtrichtung des AGVs und in der Umgebung zu erkennen. Bereichssensoren, wie sie bei AGVs eingesetzt werden, sind auch als Sicherheitslichttaster bekannt.
3. Personenerkennung
Sensoren werden manchmal zur Erkennung von Personen eingesetzt, um automatische Türen zu öffnen und zu schließen oder die Torbeleuchtung einzuschalten. Sensoren, die Personen erkennen, werden speziell als Bewegungssensoren bezeichnet.
Sie können auch eingesetzt werden, um unbefugte Eindringlinge bei Nacht zu erkennen. Sie werden an Sicherheitskameras angebracht und zoomen heran oder lösen einen Alarm aus, wenn sie eine Person erkennen. Sie werden oft als Sicherheitssensorleuchte in Kombination mit Beleuchtungskörpern verkauft.
Funktionsweise der Bereichssensoren
Als Detektionsmedien für Bereichssensoren werden Infrarot, Ultraschall und sichtbares Licht verwendet.
1. Infrarotlicht
Infrarotlicht ist ein Lichtstrahl mit einer längeren Wellenlänge als sichtbares Licht. Es ist ein Erkennungsmedium, das in einem breiten Spektrum von Anwendungen eingesetzt wird, von allgemeinen Sicherheitseinrichtungen bis hin zu industriellen Anwendungen, da es unsichtbar ist und die Landschaft nicht beschädigt. Für die Detektion wird im Allgemeinen Licht mit Wellenlängen zwischen 1 und 1000 µm verwendet.
Infrarotstrahlung hat die Eigenschaft, dass sie von Objekten mit einer höheren Temperatur als die der Außenluft abgestrahlt wird. Diese Eigenschaft macht sie ideal für die Erkennung menschlicher Körper mit Körperwärme und wird für Tor- und Sicherheitsbeleuchtungen verwendet. Eine Erkennungsmethode, die auf der Erfassung von Temperaturunterschieden beruht, kann auch zum Öffnen und Schließen von Wasserhähnen verwendet werden, wobei ein Mechanismus zum Einsatz kommt, der Temperaturunterschiede innerhalb des Erfassungsbereichs erfasst und diese dann in elektrische Signale umwandelt.
2. Ultraschallwellen
Schallwellen mit Wellenlängen, die kürzer sind als der für den Menschen hörbare Bereich, werden als Ultraschallwellen bezeichnet. Ultraschallwellen werden manchmal in Bereichssensoren verwendet, da sie für das menschliche Ohr unhörbar sind und umliegende Objekte anhand ihrer Reflexionsgeschwindigkeit erkennen können. Sensoren, die Ultraschallwellen zur Erkennung von Objekten verwenden, werden auch als Ultraschallsensoren bezeichnet.
Nach der Messung der Zeit, die der Schall braucht, um zurückgeworfen zu werden, wird er in ein elektrisches Signal umgewandelt, und die Entfernung zum Objekt wird ermittelt.
3. Sichtbares Licht
Sensoren, die Objekte durch sichtbares Licht erkennen, werden als photoelektrische Sensoren bezeichnet. Es gibt auch Bereichssensoren, die nach dem gleichen Prinzip wie Lichtschranken arbeiten. Sie bestehen aus einem lichtemittierenden Projektor und einem lichtempfangenden Empfänger. Der lichtemittierende Projektor erkennt das Auffangen oder die Reflexion des Lichts durch den lichtempfangenden Empfänger und erkennt das Objekt.
Arten von Bereichssensoren
Aufgrund von Unterschieden in den oben genannten Prinzipien gibt es folgende Arten von Bereichssensoren:
1. Lichtvorhänge und Sicherheitslichtvorhänge
Produkte mit mehreren fotoelektrischen Sensoren, die zur flächigen Erfassung aneinandergereiht sind, werden als Lichtvorhänge bezeichnet, während Produkte, die speziell für Sicherheitsmaßnahmen konzipiert sind, als Sicherheitslichtvorhänge bezeichnet werden. Im Allgemeinen wird diese Art von Sensoren oft als Bereichssensoren bezeichnet.
2. Infrarotsensoren und Bewegungsmelder
Dies sind Sensoren, die Infrarotstrahlung erkennen und häufig zur Erkennung von Personen eingesetzt werden. Sie dienen der Verbrechensverhütung und der Sicherheit.
3. Laser-Scanner
Laserscanner sind Sensoren, die umliegende Objekte erkennen, indem sie Lichtstrahlen fächerförmig aussenden. Ein großer, auf den Sensor zentrierter Bereich kann dreidimensional erfasst werden. Laserscanner, die speziell für Sicherheitsanwendungen eingesetzt werden, werden als Sicherheitslaserscanner bezeichnet.
In den letzten Jahren wurden sie aufgrund ihres großen Erfassungsbereichs aktiv als Fahrzeugsensoren entwickelt.