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Laborautomation

Sensor sorgt für Sicherheit

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Die Anlage befördert maximal ein Röhrchen pro Sekunde. In dieser Zeit muss der Sensor die höchste Erhebung, die Kappe, und damit einen 1 mm Sprung zuverlässig erkennen (Bild 1). Die Steuerung erfasst die Analogwerte kontinuierlich alle 20 ms, wertet sie aus und ermittelt mathematisch die Position der Kappe. „Ein Röhrchen ohne Kappe wird vom Sensor als Fehler erkannt, da kein signifikanter Sprung erkennbar ist. In diesem Fall wird die Maschine gestoppt“, erklärt Lorenzen.

Die Blutprobenröhrchen sind rund, durchsichtig, mit Flüssigkeit in unterschiedlicher Menge gefüllt, wodurch sich Luftbläschen bilden, und es gibt eine relativ große Anzahl verschiedener Röhrchen. Außerdem sind die Konturen unscharf und es gibt keine geraden Flächen. Für die meisten Messprinzipien waren das große Herausforderungen.

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Das Unternehmen entschied sich letztendlich gegen aufwändige und kostspielige kamerabasierte Systeme oder Profilscanner, sondern für eine Methode, die kostengünstig und gleichzeitig schnell und zuverlässig ans Ziel führte. Dabei ließen sich die Analytik-Spezialisten einen Trick einfallen: „Wir fahren die auf dem Förderband liegenden Röhrchen mit einem leichten Hebel ab. Er folgt der Kontur des Röhrchens und hebt und senkt sich entsprechend. Seine dem photoelektrischen Näherungsschalter zugewandte Seite ist eine gerade Fläche. Das garantiert eine absolut zuverlässige Messung“, so Lorenzen.

Wirtschaftlichkeit im Fokus

Die Sensoren sind berührungs- und kontaktlos arbeitende Geräte zur Positionserfassung. Keines ihrer Bauteile ist mechanischem Verschleiß unterworfen. Zudem sind sie weitgehend unempfindlich gegen Umwelteinflüsse und kombinieren höchste Leistung mit kleinen Abmessungen. Folgerichtig werden sie bevorzugt dort eingesetzt, wo hohe Anforderungen bezüglich Schaltpunktgenauigkeit, Schalthäufigkeit, Betätigungsgeschwindigkeit, Schaltfrequenz usw. vorliegen.

Photoelektrische Näherungsschalter arbeiten mit Licht. Sie ermöglichen daher große Tast- und Reichweiten, erfassen sowohl große als auch kleinste Objekte und reagieren auch auf nichtleitende Materialien. Zudem lassen sich diese Geräte am besten auf spezifische Anwendungen maßschneidern und sie arbeiten dank ihrer hohen Lebensdauer sowie ihrer Zuverlässigkeit ausgesprochen wirtschaftlich.

Die optischen Sensoren mit Analogausgang überzeugen mit einem großen Erfassungsbereich, Temperaturstabilität und Wiederholgenauigkeit. Da sie im Gegensatz zu energetischen Reflexions-Lichttastern nicht die Menge, sondern den Einfallswinkel des reflektierten Lichts auswerten, ist ihre Reichweite nur zu einem geringen Teil von Größe, Farbe und Oberflächenbeschaffenheit des zu erfassenden Objekts abhängig.

Bei Näherungsschaltern, die ein binäres Ausgangssignal produzieren, geht ein großer Teil der intern verfügbaren Informationen verloren. Geräte mit analogem Ausgang versorgen den Anwender dagegen mit allen zur Verfügung stehenden Daten. Damit eröffnen sie ein weites Einsatzgebiet. Der Signalumformer analoger Sensoren erzeugt keinen Schaltpunkt, sondern wandelt das vom Gleichrichter abgegebene Signal in eine vom Anwender besser nutzbare, aber immer noch analoge Form um.

Der Hauptzweck ist dabei die Erzeugung definierter Anfangs- und Endpunkte des Ausgangssignals sowie eines festgelegten Verlaufs im dazwischenliegenden Bereich. Solche Schalter existieren bereits seit einiger Zeit. Ihre Anwendungsmöglichkeiten waren bislang jedoch aufgrund ihres ausgesprochen bescheidenen Erfassungsbereichs sehr limitiert. Anders die analogen Sensoren: „Da wir auf die Zwischendigitalisierung verzichtet haben, ist die Auflösung unserer analogen Schalter nahezu unbegrenzt“, erklärt Norbert Matthes, Produktmanager Sensorik bei Contrinex.

Contrinex GmbH,

D-41334 Nettetal,

www.contrinex.de

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