Weitreichende Erfindung

Sensorik

Induktivsensoren – Kaum ein Sensortyp ist so vielseitig wie magneto-induktive Näherungsschalter. Patentierte Messverfahren ermöglichen deutlich größere Schaltabstände auch bei Nichteisenmetallen.

31. August 2010

Ein unentbehrliches Element in nahezu jedem automatisierten Fertigungsprozess sind Sensoren für die Erfassung von Positionen, Bewegungen, Füllständen, Daten oder Betriebszuständen. Besonders vielseitig einsetzbar sind dabei Näherungsschalter, die nach dem magneto-induktiven Verfahren arbeiten. Diese robusten Sensoren erkennen ausschließlich leitfähige metallische Objekte und sind deshalb unempfindlich gegen Schmutz, Schmiermittel oder Ähnliches. Klassischerweise arbeiten die Sensoren mit einem durch einen Schwingkreis-Oszillator erzeugten Magnetfeld, das durch metallische Objekte beeinflusst wird.

Weit verbreitet in vielen Anwendungsgebieten sind die Induktivsensoren der Serie 600 der Contrinex AG aus der Schweiz. Die robusten und kostengünstigen Näherungsschalter sind für die meisten Applikationen und Umgebungen ausreichend und bieten alle wichtigen Schutzfunktionen. Zudem sind die Geräte nicht nur in zylindrischer, sondern auch in Quader-Bauform mit Klemmenraum erhältlich. An ihre Grenzen geraten diese klassischen induktiven Schalter jedoch, wenn größere Schaltabstände gefordert sind. Die Sensorikspezialisten aus Givisiez im Kanton Freiburg haben deshalb bereits vor 25 Jahren das sogenannte Condist-Verfahren entwickelt, mit dem sich ferromagnetische Metalle oder andere leitfähige Werkstoffe wie etwa Aluminium aus bis zu dreimal größeren Abständen sicher erkennen lassen als mit Standardsensoren mit einem klassischen Schwingkreis-Oszillator, und das auch bei filigranen Objekten wie Drähten oder Stäben. Dieses patentierte Verfahren erzeugt ebenso wie klassische induktive Sensoren durch einen Schwingkreis-Oszillator ein hochfrequentes Magnetfeld, das an der aktiven Fläche austritt. Der spezielle Aufbau des patentierten Condist-Oszillators und der nachgeschalteten Signalauswertung ermöglicht jedoch sehr viel größere Schaltabstände und verbessert zudem die Stabilität der Messergebnisse gegenüber Umwelteinflüssen, vor allem gegenüber Temperaturschwankungen. Zum Einsatz kommt das Messverfahren in den Schaltern der Serie 500, die seit ihrer Vorstellung ständig weiterentwickelt wurde.

Robust und sensibel

Für den Einsatz in rauen Umgebungen bietet Contrinex außerdem die induktiven Näherungsschalter der Serie 700, deren Gehäuse aus einem einzigen Stück V2A-Edelstahl gefertigt werden. Sie erreichen bei Kabelanschluss die Schutzart IP68 bzw. mit Steckverbindung IP67. Deren ebenfalls patentierte Condet-Sensortechnologie kombiniert große Schaltabstände bis zu 40 Millimeter mit einem minimalen Reduktionsfaktor bei Nichteisenmetallen mit zugleich hohen Schaltfrequenzen.

Bei diesem Verfahren wird die das Magnetfeld erzeugende Spule nicht als Teil eines Oszillators eingesetzt. Stattdessen erzeugen hier kurze, periodische Sendestromimpulse ein Feld, das im zu erfassenden Objekt eine Spannung induziert. Nach dem Abschalten des Sendestromimpulses klingt der Strom im Objekt ebenfalls ab, wodurch in der Sendespule eine Spannung rückinduziert wird. Diese rückinduzierte Spannung bildet das Nutzsignal und ist im Prinzip unabhängig von Energieverlusten im Feld. Die transformatorische Koppelung zwischen Objekt und Sendespule macht das Condet-Verfahren damit unabhängig von der Temperatur sowie weitgehend unabhängig vom Objektmaterial. Die Sensoren der Serie 700 eignen sich deshalb speziell für Anwendungen mit Objekten aus Aluminium und anderen Nichteisenmetallen sowie mit besonders hohen Verfahrgeschwindigkeiten und unter rauen Umgebungen, wie etwa in Werkzeugmaschinen, Lackieranlagen oder der chemischen Industrie.

Sicher sauber

Anwendungen mit Reinigungs- und Desinfektionsmitteln, chlorhaltigen Medien oder organischen Säuren erlauben die Sensoren der Serie 700 in der Version aus V4A-Stahl. Der zweiprozentige Molybdänanteil der Ummantelung macht sie ideal für Einsätze in der Lebensmittelindustrie, der Medizintechnik sowie in Meerwasser- und Sanitäranwendungen. In der Ausführung mit dem lebensmittelechten TPE-S-Kabel erreichen die Sensoren die Schutzart IP69K und sind damit auch gegen Hochdruck- und Dampfstrahlen resistent. Die technischen Eigenschaften bleiben dabei jedoch unverändert.

Für Einsätze unter besonders heißen Umgebungsbedingungen bieten die Schweizer induktive Näherungsschalter für Arbeitstemperaturen bis 180 Grad Celsius an, mit ausgelagerter Elektronik sind sogar 230 Grad möglich. Dazu kommen Sensoren mit analogem Ausgang sowie Sonderanfertigungen wie funken- und schweißfeste Ausführungen aus speziellen Mantelmaterialien oder hochdruckfeste Näherungsschalter für Umgebungsdrücke bis zu 500 bar, wie sie in hydraulischen oder pneumatischen Anwendungen auftreten.

Speziell für Einsätze unter besonders beengten Einbauverhältnissen empfehlen sich die induktiven Näherungsschalter der Serie 300 mit voll integrierter Auswertelektronik in den Baugrößen drei Millimeter bzw. M4 oder auch die bündig einbaubaren Sensoren Baureihe 400, die unter anderem in quaderförmiger Ausführung oder in extrem kurzer Bauform mit rechtwinkligem Kabelabgang lieferbar sind.

Erschienen in Ausgabe: 06/2010