Flüssiges bereitet nicht immer Freude

Fabio Sabatini

Eine höhere Integration in der Elektronik, Halbleiter- oder auch Handlingindustrie erfordert flexible Sensoren, die optimal in die Maschinenkonzeption passen und einfach zu bedienen sind. Der Sensor soll sich bei der Entwicklung dem optimalen Maschinendesign anpassen und nicht umgekehrt. Flache oder runde Tastköpfe, solche mit einem seitlichen Lichtaustritt oder gar Köpfe, bei denen die Fasern auf einer Linie angeordnet sind, um einen Bereich zu überwachen, stehen nun zur Verfügung. Diese Vielfalt kommt nicht von ungefähr, da dies genau die Stärke von Lichtleiterlösungen ausmacht. Sensoren mit integrierter Auswerteelektronik können aus bautechnischen Gründen meist nicht so flexibel eingesetzt werden, was vielfach zu Einschränkungen oder Anpassungen am Maschinendesign führt. Baumer electric bietet nun erstmals auch Lichtleiterlösungen für den Bereich der Füllstand- und Leckageerkennung an. Die Produkte ermöglichen die einfache Füllstanddetektion in Steigrohren oder Schläuchen sowie die Erkennung von Lecks in Tanks oder Wannen.

In vielen Nassbereichen wird eine Überwachung oder Erkennung von Flüssigkeiten benötigt. Der große Vorteil von optischen Füllstandsensoren liegt darin, dass auch nicht leitende Flüssigkeiten wie destilliertes Wasser oder gewisse mineralische Öle erkannt werden können, was bei kapazitiven Sensorlösungen zum Beispiel nicht möglich ist. Erstmals stehen nun optische Füllstandssensoren zur Verfügung, die speziell für die Füllstandserkennung in (halb-)transparenten Steigrohren oder Schläuchen bis zu einem Durchmesser von 13 mm entwickelt wurden. Die Sensoren können sehr einfach direkt an das Rohr bzw. den Schlauch montiert werden, was zusätzliche Montagewinkel überflüssig macht. Durch den hohen Brechungsindex von Flüssigkeiten ist der Sensor in der Lage, den Flüssigkeitsstand eindeutig mit einer Reproduzierbarkeit von rund 1 mm zu erkennen.

Die Lichtleiterversion FOC 500C6Y00 mit integrierter Faserzeile ermöglicht es sogar, Schaum oder bis zu 3 mm große Luftblasen auszublenden, damit nur der effektive Füllstand detektiert wird. Möglich ist dies durch eine linienförmige Aufteilung der Fasern. Dank dieser Anordnung wird ein kleiner Lichtvorhang von 5 mm Länge erzeugt, in dem ein einzelner Tropfen oder feiner Schaum im Vergleich zu einem runden Lichtspot wesentlich weniger Einfluss hat. Mit den leistungsstarken Lichtleitergeräten der Serie 69 können so unerwünschte Effekte ausgeblendet werden. Das PFI-Material ermöglicht den Einsatz auch in leicht aggressiver Umgebung. Neben der Lichtleitervariante steht auch die kostengünstige Sensorvariante FFDK 16x50Y0 mit integrierter Elektronik und rundem Lichtspot zur Verfügung. Mit Kabelbindern sehr einfach am Steigrohr/Schlauch befestigt, müssen am Sensor selbst keine Einstellungen mehr vorgenommen werden, was die Inbetriebnahme stark vereinfacht. Es muss lediglich zwischen Hell- und Dunkelschaltung gewählt werden.

Meist werden in Tanks oder Wannen Füllstandsensoren oder Schwimmerschalter für die Überlaufüberwachung eingesetzt. Was passiert aber, wenn der Tank mit chemisch aggressiver Flüssigkeit Leck schlägt oder ein Übergang undicht wird? Hier setzen die Produkte zur Leckageüberwachung an. Geschraubt oder geklebt auf einer Bodenplatte montiert, reagieren die Sensoren bereits bei einer Flüssigkeitsmenge von etwa 1 ml und ermöglichen so eine frühzeitige Alarmierung. Das Funktionsprinzip dieser Sensoren basiert ähnlich wie bei den Füllstandsensoren auf der Ausnutzung des Brechungsindexes von Flüssigkeiten. Ein fokussierter Lichtstrahl wird bei montiertem Sensor vom Boden reflektiert und trifft mit hoher Intensität auf den Empfänger. Wenn Flüssigkeit in den Lichtstrahl gelangt, wird dieser abgelenkt, was wiederum vom Empfänger eindeutig ausgewertet werden kann. Dank dem so genannten Fail-Safe-Verhalten mit im Normalzustand geschaltetem Ausgang, können auch Fehlerquellen wie Kabelbruch oder ein Lösen vom Grund sicher erkannt werden.

Der Lichtleiter FOC 500C6Y00 ist komplett PFA-ummantelt, was eine hohe chemische Resistenz garantiert. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass Lichtleiter eigensicher sind, da nur Licht übertragen wird. Es sind keine zusätzlichen, elektronischen Bauteile vorhanden, die Auswertung mittels Lichtleitergerät erfolgt in einer sicheren Distanz von bis zu 5 m.

Auch hier steht eine zusätzliche Sensorvariante mit integrierter Elektronik zur Verfügung. Das kleine, runde Gehäuse des FODK 23x90Y0 besteht ebenfalls komplett aus einer chemisch beständigen PFA-Ummantelung und erfüllt die Schutzklasse IP 67. Montiert wird der Sensor mit zwei M4-Schrauben direkt auf der Bodenplatte. Die benutzerfreundliche Klipptechnik ermöglicht es, den Sensor für Reinigungszwecke schnell und einfach von der Halterung zu entfernen. Auch sonst überzeugt der FODK 23x90Y0 durch eine einfache Inbetriebnahme, da keine Einstellungen vorgenommen werden müssen.

Nur ein optimal aufeinander abgestimmtes System von Lichtleiter und Lichtleitergerät garantiert eine erfolgreiche Lösung. Aus diesem Grund passt Baumer electric auch die Palette an Lichtleitergeräten kontinuierlich an die Marktbedürfnisse an. Einfache Potenziometerversionen der Serie 80 in schneller oder empfindlicher Ausführung, Teach-in-Geräte der Serien 12 und 60 mit einfachem Display bis hin zu multifunktionalen Lichtleitergeräten der Serie 69, die 3 Betriebsmodi vereinen und somit flexibel für unterschiedliche Applikationen eingesetzt werden können, stehen zur Verfügung. Wenn sehr viele Applikationen in engem Raum gelöst werden müssen, bietet sich das Master-Slave-System der Serie 31 an, das bis zu 16 Sensoren über nur ein Flachrundkabel an die Steuerung anbinden lässt und somit die Verdrahtungs- und Materialkosten massiv reduziert.

cav 402

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