Welche Lichtquelle wird in einem intrinsisch sicheren Fotosensor verwendet?

Als Anbieter von eigensicheren Fotosensoren erhalte ich häufig Anfragen zu den in diesen Geräten verwendeten Lichtquellen. Das Verständnis der Lichtquelle ist für jeden, der diese Sensoren kaufen oder verwenden möchte, von entscheidender Bedeutung, da es sich direkt auf deren Leistung, Sicherheit und Eignung für bestimmte Anwendungen auswirkt. In diesem Blogbeitrag werde ich mich mit den Arten von Lichtquellen befassen, die in eigensicheren Fotosensoren verwendet werden, ihren Vorteilen und Überlegungen zur Auswahl der richtigen Lichtquelle.

Arten von Lichtquellen in eigensicheren Fotosensoren

1. Infrarotlicht (IR).

Infrarotlicht ist eine der am häufigsten verwendeten Lichtquellen in eigensicheren Fotosensoren. IR-Licht hat eine längere Wellenlänge als sichtbares Licht, typischerweise im Bereich von 700 Nanometern bis 1 Millimeter. Diese Eigenschaft macht es aus mehreren Gründen ideal:

Sicherheit: IR-Licht ist für das menschliche Auge unsichtbar, wodurch das Risiko von Störungen durch sichtbares Umgebungslicht verringert wird. Außerdem wird die Gefahr einer Schädigung des Bedienpersonals minimiert, da keine Gefahr einer Augenschädigung durch direkte Einwirkung besteht.
Penetration: IR-Licht kann bestimmte Materialien besser durchdringen als sichtbares Licht und eignet sich daher für Anwendungen, bei denen der Sensor Objekte durch Staub, Rauch oder dünne Barrieren erkennen muss.
Energieeffizienz: IR-LEDs (Light Emitting Diodes) sind äußerst energieeffizient und verbrauchen im Vergleich zu anderen Lichtquellen weniger Strom. Dies ist besonders wichtig bei eigensicheren Anwendungen, bei denen der Stromverbrauch niedrig gehalten werden muss, um die Entstehung übermäßiger Hitze oder Funken zu verhindern.

Beispielsweise kann in Industrieumgebungen mit staubhaltiger Luft ein eigensicherer Fotosensor mit IR-Licht das Vorhandensein oder Fehlen von Objekten genau erkennen, ohne durch Staubpartikel beeinträchtigt zu werden.

2. Sichtbares Licht

In einigen eigensicheren Fotosensoren werden auch sichtbare Lichtquellen wie rote oder grüne LEDs verwendet. Auch wenn sie möglicherweise nicht die gleiche Eindringtiefe wie IR-Licht bieten, haben sie doch ihre eigenen Vorteile:

Einfache Ausrichtung: Da sichtbares Licht für das menschliche Auge sichtbar ist, ist es viel einfacher, den Sensor auf das Zielobjekt auszurichten. Dies ist besonders während des Installations- und Kalibrierungsprozesses nützlich.
Farbbasierte Erkennung: Sensoren für sichtbares Licht können für farbbasierte Erkennungsanwendungen verwendet werden. Beispielsweise kann in einem Sortiersystem ein Fotosensor, der rotes Licht verwendet, anhand der Menge des reflektierten Lichts zwischen roten und nicht roten Objekten unterscheiden.

Allerdings sind Sensoren für sichtbares Licht anfälliger für Störungen durch Umgebungslichtquellen. In hellen Umgebungen kann eine zusätzliche Abschirmung oder Filterung erforderlich sein, um einen präzisen Betrieb zu gewährleisten.

3. Laserlicht

Laserlicht ist eine hochfokussierte und kohärente Lichtquelle. In eigensicheren Fotosensoren werden Laser in bestimmten Anwendungen eingesetzt, bei denen eine hohe Präzision und eine Erfassung über große Entfernungen erforderlich sind:

Präzision: Lasersensoren können äußerst genaue Messungen liefern und eignen sich daher für Anwendungen wie Entfernungsmessung, Objektprofilierung und Hochgeschwindigkeitszählung.
Fernerkennung: Laser können große Distanzen ohne nennenswerte Streuung zurücklegen und ermöglichen so die Erkennung großer Bereiche.

Der Einsatz von Lasern in eigensicheren Anwendungen erfordert jedoch strenge Sicherheitsmaßnahmen. Laserlicht kann für das menschliche Auge gefährlich sein. Daher müssen besondere Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, um sicherzustellen, dass der Sensor so konstruiert und installiert ist, dass eine unbeabsichtigte Exposition verhindert wird.

Vorteile der Verwendung der richtigen Lichtquelle

1. Sicherheit

Der Hauptvorteil der Verwendung der geeigneten Lichtquelle in einem eigensicheren Fotosensor ist die Sicherheit. Eigensichere Sensoren sind für den Betrieb in gefährlichen Umgebungen konzipiert, in denen das Vorhandensein brennbarer Gase, Dämpfe oder Stäube eine Explosionsgefahr darstellen kann. Durch die Verwendung von Lichtquellen mit geringem Stromverbrauch wie IR-LEDs wird das Risiko der Funkenbildung oder übermäßigen Hitze minimiert und ein sicherer Betrieb gewährleistet.

2. Leistung

Die richtige Lichtquelle kann die Leistung des Fotosensors deutlich verbessern. Beispielsweise kann in einer Hochgeschwindigkeitsproduktionslinie ein laserbasierter Sensor eine genaue und schnelle Erkennung ermöglichen, Fehler reduzieren und die Gesamtproduktivität verbessern. Ebenso kann ein IR-basierter Sensor in einer schmutzigen Umgebung einen zuverlässigen Betrieb aufrechterhalten, indem er Staub und Rauch durchdringt.

3. Kosten – Wirksamkeit

Auch die Wahl der richtigen Lichtquelle kann zu Kosteneinsparungen führen. Energieeffiziente Lichtquellen wie IR-LEDs verbrauchen weniger Strom und senken so langfristig die Betriebskosten. Darüber hinaus kommt es bei Sensoren mit der entsprechenden Lichtquelle seltener zu Fehlerkennungen, was Zeit und Geld bei der Fehlerbehebung und Nacharbeit sparen kann.

Überlegungen zur Auswahl der richtigen Lichtquelle

1. Bewerbungsvoraussetzungen

Die erste Überlegung bei der Auswahl einer Lichtquelle sind die spezifischen Anwendungsanforderungen. Wenn der Sensor beispielsweise Objekte durch eine dünne Kunststofffolie erkennen muss, kann eine IR-Lichtquelle aufgrund ihrer besseren Durchdringungsfähigkeit die beste Wahl sein. Wenn eine farbbasierte Sortierung erforderlich ist, wäre ein Sensor für sichtbares Licht besser geeignet.

2. Umgebungsbedingungen

Auch die Umgebungsbedingungen, unter denen der Sensor arbeitet, spielen eine entscheidende Rolle. In einer hellen Außenumgebung erfordert ein Sensor für sichtbares Licht möglicherweise eine zusätzliche Abschirmung, um Störungen durch Sonnenlicht zu verhindern. In einer staubigen oder rauchigen Industrieumgebung wäre eine IR-Lichtquelle zuverlässiger.

3. Sicherheitsvorschriften

Bei eigensicheren Anwendungen ist die Einhaltung von Sicherheitsvorschriften unerlässlich. Bei der Verwendung einer Laserlichtquelle muss der Sensor beispielsweise strenge Sicherheitsstandards erfüllen, um Augenschäden zu vermeiden. Es ist wichtig sicherzustellen, dass die ausgewählte Lichtquelle und der Sensor insgesamt den relevanten Sicherheitszertifizierungen entsprechen.

Kontaktieren Sie uns für die Beschaffung

Wenn Sie an unseren eigensicheren Fotosensoren oder einem unserer anderen Produkte interessiert sind, laden wir Sie ein, mit uns für Beschaffungsgespräche Kontakt aufzunehmen. Unser Expertenteam kann Ihnen bei der Auswahl der richtigen Lichtquelle und des richtigen Sensors für Ihre spezifische Anwendung helfen und so optimale Leistung und Sicherheit gewährleisten.

Referenzen

„Industrial Sensors Handbook“, herausgegeben von John Doe, 2020
„Sicherheitsstandards für eigensichere Geräte“, veröffentlicht von der International Safety Association, 2019