EGE-Elektronik Spezial-Sensoren GmbH - Special-Sensors for Automation

Infrarot-Detektoren - Funktion und Anwendung

Funktion und Anwendung

Wo übliche Sensoren wegen zu großer Hitze bei Materialerfassung versagen, werden die berührungslos arbeitenden Infrarotdetektoren eingesetzt. Sie reagieren auf die Strahlungswärme der erhitzten Werkstoffe. Kompaktgeräte mit Optik werden in einer Entfernung ab 2 m zum Objekt verwendet. Darf diese Entfernung nur wenige cm betragen, so ist die Verwendung hitzebeständiger Lichtleitkabel angebracht.

Serie ODM

Die Infrarotdetektoren ODM… messen die von einem heißen Körper abgestrahlte Energie im nahen Infrarotbereich (1…3 µm). Die in dem Spektralbereich aufgenommene Energie bestimmt die erfaßte Temperatur. Optik und Auswerteelektronik sind in einem robusten Edelstahlgehäuse eingebaut. O-Ring-Dichtungen garantieren die Betriebssicherheit auch bei großen Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen. Die neue Steckverbindung ist für Wasserdichtigkeit nach IP 68 ausgelegt.
Überschreitet die Umgebungstemperatur 70 °C so kann bis 250 °C ein Lichtleitkabel verwendet werden, das nach Bedarf mit einer zusätzlichen Optik versehen ist. Die Lichtleitkabel sollten bei solchen Anwendungen in Schutzrohren verlegt und keinen häufigen Bewegungen ausgesetzt werden.
Der Lichtleitkabelschnellverschluß gewährleistet einen schnellen und sicheren Wechsel.

Serie OD 100

Der Sensor OD 100 GSPP erfaßt berührungslos Temperaturen im Bereich 0…300 ºC. Innerhalb dieses Bereiches können zwei Schaltpunkte unabhängig voneinander eingestellt werden. Der Schaltzustand wird durch 2-Farb-Leuchtdioden angezeigt.
Der Sensor OD 100 GA hat einen Analogausgang 4...20 mA. Die von dem Infrarotdetektor erfaßte Temperatur eines Objektes ist insbesondere von dem Emissionskoeffizienten, der Entfernung und auch von der Flächenausleuchtung abhängig.
Um diese Einflüsse zu kompensieren, werden die Schaltpunkte des Infrarotdetektors am Einbauort eingestellt.

Serie ODE

Der Infrarotdetektor ODE 350 mißt die von einem heißen Körper abgestrahlte Energie im nahen Infrarotbereich (1…3 µm). Die in diesem Spektralbereich aufgenommene Energie ist ein Maß für die Temperatur des heißen Objektes. Das Gerät besitzt vier voneinander unabhängige Ausgänge. Zwei Analogausgänge (Strom, Spannung) und zwei Ausgänge mit einer vorwählbaren Schaltschwelle als Relais-Wechsler oder als Halbleiterausgang. Das eingebaute Relais wird durch den PNP-Ausgang (12) angesteuert. Im Auslieferungszustand sind die Anschlüsse 11 und 12 durch eine Brücke verbunden. Die jeweils günstigste Kennlinie wird mit einem Wahlschalter fest vorgewählt.
'Das Gerät wird mit einem Lichtleitkabel betrieben, dessen Temperaturbeständigkeit bis max. 350 ºC ausgelegt werden kann. Die Standardkabel sind bis zu 250 ºC belastbar. Sie besitzen einen schraubbaren Schnellverschluß. Zur Einschränkung des Blickwinkels und zur Erhöhung der Empfindlichkeit können Lichtleitkabel-Vorsatz-Optiken eingesetzt werden.
Die angegebenen Empfindlichkeiten beziehen sich auf die Verwendung eines 1 m langen Lichtleitkabels mit einem Bündeldurchmesser von 4 mm bei voller Ausleuchtung. Andere Lichtleitkabel und Optiken ergeben entsprechend geänderte Ansprechtemperaturen. In der Regel vermindert eine zusätzliche Lichtleitkabellänge von 1 m Ansprechempfindlichkeiten um 75 ºC.

Abgleich schaltender Detektoren

1. Abdeckschraube vom Potentiometer entfernen.
2. Sensor nach Ausrichtung auf das Meßobjekt am endgültigen Einsatzort fest montieren.

3. Mit einem Schraubendreher drehen, bis der Ausgang durchschaltet (LED rot). Damit ist die Temperatur eingestellt, bei der der Infrarotdetektor anspricht. Eine Verdrehung des Potentiometers im Uhrzeigersinn erhöht die Ansprechtemperatur.
4. Abdeckschraube wieder einsetzen.

Analoge Temperaturerfassung

Die von dem OD 100 GA als Stromwert angezeigte Temperatur ist nur dann richtig, wenn:
a. das Meßobjekt eine Fläche mit gleichmäßiger Temperaturverteilung hat und mindestens so groß wie die Sichtfläche (Erfassungsbereich) des Sensors ist (siehe Diagramm Strahlengang) und
b. der Emissionskoeffizient des Meßobjektes Epsilon = 1 (schwarzer Strahler) ist, d. h. das Meßobjekt hat eine dunkle Oberfläche.

Ist dies nicht der Fall, mißt der OD 100 GA eine zu tiefe Temperatur. Um diese beiden Effekte (zu kleiner Erfassungsbereich, Epsilon < 1) zu kompensieren, ist der Sensor mit einer Abgleichmöglichkeit versehen.

Abgleich analoger Detektoren

1. Abdeckschraube vom Potentiometer entfernen.
2. Sensor nach Ausrichtung auf das Meßobjekt am endgültigen Einsatzort fest montieren.
3. Aktuelle Temperatur des Meßobjektes mit einem Thermometer oder ähnlichem ermitteln.
4. Abgleichpotentiometer im Uhrzeigersinn solange drehen, bis der Ausgangsstrom der Objekttemperatur entspricht (siehe Diagramm Ausgangskennlinie).

Zulassungen für Sicherheitsanwendungen
Sensoren, die dem Personenschutz dienen, müssen eine Bauartzulassung nach EN 954-1 aufweisen und entsprechend gekennzeichnet sein. Nicht gekennzeichnete Sensoren dürfen bei solchen Anwendungen nicht eingesetzt werden.

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