Näherungssensor

Näherungsschalter, auch Näherungsinitiator oder Annäherungsschalter genannt, verwenden Sensoren, die auf Annäherung, d. h. ohne direkten Kontakt berührungsfrei reagieren. Näherungsschalter werden bei technischen Prozessen zur Positionserkennung von Werkstücken und Werkzeugen sowie als Auslöser von Sicherheitsmaßnahmen eingesetzt. Bei manchen Näherungsschaltern sind die Sensoren und Schalter in einem Bauelement vereinigt.

Arten von Näherungsschaltern

• Induktiver Näherungsschalter: Sie reagieren sowohl bei ferromagnetischen als auch bei nichtmagnetischen aber metallischen Gegenständen auf das Auftreten eines Wirbelstrom.
• Kapazitive Näherungsschalter: Sie reagieren auch auf nicht leitende Werkstoffe.
• Magnetische Näherungsschalter (z. B. Reedschalter oder Reedkontakt, siehe Reed-Relais, oder auch Hallsensoren): Sie reagieren auf ein Magnetfeld.
• Optischer Näherungsschalter: Sie reagieren auf Lichtreflexion.
• Lichtschranke: Lichtschranken werten die Unterbrechung eines Lichtstrahles aus.
• Ultraschall: Näherungsschalter werten die Reflexion eines Ultraschallsignals an einem Hindernis aus.
• Elektromagnetische Näherungsschalter, bei denen Annäherung die Schwingfrequenz von Schwingkreisen ändert. Sie reagieren sowohl auf leitende als auch auf nicht leitende Werkstoffe.

Beispiele

• Lichtschranken überwachen die Türen von Aufzügen. Solange der Lichtstrahl unterbrochen ist, kann sich die Tür nicht schließen.
• An einem Hydraulik- oder Pneumatikzylinder erkennt ein magnetischer Näherungsschalter, wenn der Kolben die vordere oder hintere Endlage erreicht hat. Er löst damit ein Signal aus, mit dem das entsprechende Wegeventil die Zufuhr des Arbeitsmediums (Hydraulikflüssigkeit, Druckluft) unterbricht oder öffnet.

Störlichtproblematik

Eine wichtige Störquelle für optische Näherungsschalter ist das Störlicht der Sonne oder aus künstlichen Lichtquellen (z.B. Leuchtstoffröhren, Schweißlichtbögen, Blitze, etc.) Ihr Pegel ist häufig starken Schwankungen unterworfen und deutlich höher als der Sendelichtpegel.

Abhilfe kann in vielen Fällen durch optische Modulation geschaffen werde. Anstelle eines konstanten Lichtstromes werden Impulse einer festgelegten Frequenz ausgesandt. Der Empfänger wertet nur die Impulse dieser Frequenz aus und blendet alle überlagerten Störanteile aus.

siehe auch: Induktivität, Kapazität

Literatur

• F. Ebel, S. Nestel: Lehrbuch Näherungsschalter. Festo Didactic GmbH & Co. KG, Esslingen 2003, ISBN 3-8127-3045-6

Weblinks

• Schulungsunteragen zu verschiedenen Näherungsschaltern; ifm electronic gmbh