Prenovljeno merjenje razdalje – prvi senzor časa leta z modro lasersko svetlobo

Senzor wenglor P1PY21x je viden na prvi pogled: plavajoči senzor, ki v temnem prostoru oddaja modro lasersko svetlobo.
Brez primere v modri barvi. Prvi senzor ToF na svetu z modrim laserjem.

Avtomatizacija je že dolgo osrednja sestavina sodobnih proizvodnih okolij. Naraščajoče cene energije, omejene surovine in vse večja potreba po trajnostni proizvodnji spodbujajo podjetja k digitalni optimizaciji procesov in njihovi večji učinkovitosti. Pri tem imajo odločilno vlogo visoko razvite merilne in senzorske tehnologije. Zagotavljajo natančne podatke za nadzor proizvodnih korakov, zagotavljanje kakovosti in ciljno usmerjeno uporabo virov. Zlasti pri optičnem merjenju razdalj je zanesljivo zaznavanje tudi najzahtevnejših površin osnova za stabilne procese. Industrijske aplikacije tu postavljajo visoke zahteve: Polirane kovine, prozorna plastika ali predmeti z visoko stopnjo sevanja zahtevajo zmogljive in inovativne senzorje.

Z novo serijo P1PY21x se skupina wenglor sensoric group odziva na ta pritisk po inovacijah in predstavlja prvi senzor časa leta na svetu, ki uporablja modro lasersko svetlobo. Posebej razvita tehnologija BlueLine razširja znano družino wintec in odpira povsem nova področja uporabe.

Kako obsežne so možnosti te tehnologije, kaže primer iz energetskega sektorja. Senzorji ToF spremljajo proces zgorevanja v pečeh na pelete. Le če senzorski sistem natančno prepozna, koliko je prisotnega žerjavice, lahko nadzorni sistem optimalno uravnava dovod materiala. Senzorji rdeče svetlobe tu dosežejo svoje meje: Lastno sevanje oglja prekriva signal, zaradi česar so meritve nezanesljive. Modra laserska svetloba pa je manj dovzetna za takšne učinke motenj, zagotavlja stabilne izmerjene vrednosti in omogoča učinkovit nadzor porabe goriva – kar zmanjšuje obratovalne stroške in emisije CO₂. Ta primer prikazuje le eno od številnih področij uporabe; možnosti uporabe so številne in raznolike, od kovinske in plastične industrije do industrije embalaže.

Fotografija wenglorjevega laserskega senzorja razdalje ToF iz serije P1PY21x, nameščenega v industrijskem sistemu.
Zaradi kombinacije inovativnosti in natančnosti je wintec z modro svetlobo idealna rešitev za kompleksne aplikacije v avtomatizacijski tehnologiji.

Modra laserska svetloba kot ključ za svetleče in visoko odbojne predmete

To omogoča inovativna tehnologija BlueLine, ki temelji na laserju z valovno dolžino 445 nm. Medtem ko različica z rdečo svetlobo iz družine wintec navdušuje z velikim dosegom, kratkovalovna modra svetloba prodre veliko manj globoko v površino predmetov, kot so organski predmeti, zato se odbije na določen način in jo je mogoče natančneje analizirati. Pri vročih in žarečih materialih, ki sevajo v rdečem do infrardečem območju, se rdeča laserska svetloba prav tako natančno nahaja v interferenčnem območju. Signal senzorja se prekrije in meritev je mogoče ponarediti. Modra laserska svetloba pa je daleč zunaj lastnega toplotnega sevanja takšnih površin. Signal ostaja stabilen in brez motenj, kar omogoča zanesljivo zaznavanje tudi v kovinski industriji, kjer je treba zaznati rdeče vroče obdelovance. S tem dosežemo stabilnejše rezultate meritev na temnih, svetlečih, organskih, svetlečih ali (pol)prozornih materialih. Vgrajen poseben filter dodatno zmanjšuje motnje zaradi predmetov, ki močno sevajo. Laser razreda 2 zagotavlja varno delovanje v industrijskih okoljih.

Ilustracija peči na pelete, v kateri wenglorjevi laserski senzorji razdalje ToF z modrim laserjem neprekinjeno spremljajo višino žarišča.
Spremljanje žarišča v peči na pelete z laserskimi senzorji razdalje ToF.

Večja svetlobna točka, širše področje uporabe

Ne le barva svetlobe, temveč tudi oblika svetlobne pege odločilno vpliva na delovanje senzorjev časa leta. Podjetje wenglor je namesto laserja v obliki pike uvedlo lasersko črto. Tako lahko senzor zazna ne le posamezne točke, temveč celotne površine. Tudi v tem primeru je bil senzor razvit s praktičnim poudarkom na industriji, saj ta funkcija zagotavlja bistveno bolj stabilne rezultate brez izpadov meritev, zlasti na neravnih površinah, predmetih s prelomi, luknjami ali mrežastimi strukturami, kar se izkaže kot prednost na primer pri spremljanju stopnje napolnjenosti razsutega blaga. V brizgane plastične dele ali druge zrnate materiale se napolnijo zalogovniki za material, nato pa se posamično dovažajo v naslednjo proizvodno fazo. Neprekinjeno spremljanje stopnje napolnjenosti teh bunkerjev je za nemoten proizvodni proces enako pomembno kot spremljanje višine žarilne plasti v pečeh za pelete. Linearni laser zagotavlja natančne vrednosti razdalje tudi na nepravilno napolnjenih ali nagnjenih površinah, zaradi velikega merilnega območja pa zaznava bunkerje različnih velikosti in oblik. Na ta način se izognemo ozkim grlom, optimalno nadzorujemo dovajanje materiala in stabiliziramo proizvodne procese.

Poleg tega ima wintec z modro svetlobo več inteligentnih funkcij, ki presegajo zgolj merjenje razdalje. Vrednotenje intenzivnosti je osnova za analizo intenzivnosti odbite svetlobe. To omogoča ciljno spremljanje proizvodnih korakov in zgodnje odkrivanje napak v kakovosti. Vgrajeno merjenje hitrosti beleži gibe brez dotika in neodvisno od materiala ali površine. To omogoča vrednotenje brez obrabe tudi na dolgih razdaljah. Druga značilnost je dinamično zaznavanje korakov. Ne zazna absolutne razdalje, temveč se odziva na spremembe razdalje. To pomeni, da je mogoče predmete zanesljivo zaznati tudi na različnih površinah ali če so senzorji napačno postavljeni.

wenglor kot gonilna sila: preizkušena tehnologija v novi luči

Dejstvo, da podjetje wenglor zdaj predstavlja prvi senzor ToF z modro lasersko svetlobo na svetu, ni naključje, temveč logično nadaljevanje dolge zgodovine razvoja. V zadnjih letih je podjetje večkrat postavilo nove trende v tehnologiji senzorjev časa preleta: z najmanjšim senzorjem časa preleta svojega časa, s prvo različico iz nerjavečega jekla za higiensko občutljiva okolja ali z uvedbo tehnologije Bluetooth v tej kategoriji senzorjev. Vsem inovacijam je skupna tesna usmerjenost k dejanskim zahtevam. Vedno so temeljile na specifičnih praktičnih problemih, od težavnih površin do higienskih zahtev in prijaznosti do uporabnika. Nova generacija modre svetlobe to linijo dosledno nadaljuje in kaže, kako kombinacija preizkušenega in novega omogoča napredek. Tehnična osnova je še naprej tehnologija dinamične občutljivosti, ki je že vrsto let značilna za delovanje družine wintec. Ta vključuje oddajanje zelo kratkih laserskih svetlobnih impulzov v območju nanosekund, katerih signali se statistično analizirajo, da se določi vrednost razdalje do predmeta. Ta pristop zagotavlja merilne razdalje do 100 metrov s ponovljivostjo do treh milimetrov, tudi v zahtevnih razmerah. Poleg tega je wintec z modro svetlobo neobčutljiv na svetlobo okolice do 100.000 luksov, tako da kakovost signala ostaja stalno visoka tudi v svetlih okoljih ali pri močnem sevanju ozadja.

Slika prikazuje dva wenglorjeva laserska senzorja razdalje s tehnologijo časa leta, enega z modro in enega z rdečo lasersko svetlobo, drug ob drugem.
Preverjena serija wintec podjetja wenglor ponuja senzorske rešitve z rdečimi in modrimi laserji.

To pomeni, da je serija P1PY21x primerna tudi za uporabo na prostem. Zaznavanje prozornih predmetov odpira dodatna področja uporabe. Zaradi zmogljive obdelave signalov je mogoče zanesljivo zaznati tudi zelo šibko odbojne ali prozorne materiale, kar je na primer pogost izziv v embalažni ali živilski industriji. Zaradi visoko zmogljivega vmesnika IO-Link z vmesnikom COM3 je mogoče zabeležene procesne podatke prenesti v krmilnik z minimalnim časom cikla, kar optimizira njegovo uporabo v avtomatiziranih procesih. Zaradi robustne zasnove z zaščitnim razredom IP68 so senzorji ToF še posebej odporni na prah in tekočine. Delujejo tudi pri ekstremnih temperaturah od minus 40 °C, kar pomeni, da zanesljivo delujejo v hladilnicah ali alpskih regijah.

Poleg meroslovne zmogljivosti serija P1PY21x navdušuje tudi z vidika prijaznosti do uporabnika. Visokokontrastni zaslon OLED omogoča intuitivno upravljanje neposredno na napravi. Tudi v neugodnih svetlobnih razmerah ali v utesnjenih prostorih za namestitev je zaslon dobro berljiv. Navigacija po menijih je logično strukturirana, do vseh pomembnih nastavitev pa lahko dostopate z nekaj preprostimi koraki. To prihrani čas med zagonom, vzdrževanjem ali v primeru zamenjave senzorja. Vgrajeni vmesnik Bluetooth zagotavlja še večjo prilagodljivost. Parametre senzorja je mogoče brezžično prenesti in prilagoditi prek aplikacije weCon, kar olajša rokovanje v inštalacijah z več napravami ali na težko dostopnih mestih.

Na sliki je laserski senzor razdalje wenglor wintec z modro svetlobo, poleg katerega je mobilni telefon, na katerem je vidna aplikacija s simbolom Bluetooth.
Serija wenglor P1PY21x navdušuje s svojo uporabnostjo.

Industrijsko preizkušeno, izdelano za prihodnost

Zaradi kombinacije tehnologije BlueLine, dinamične občutljivosti in praktičnega delovanja je serija P1PY21x rešitev, ki se je izkazala v klasičnih in novih industrijskih scenarijih. Zagotavlja natančne in zanesljive rezultate tudi na zahtevnih površinah, ostaja neobčutljiva na motnje in jo je zaradi sodobnih vmesnikov enostavno integrirati. Zaradi tega je senzor vsestransko orodje za številne industrijske panoge, od kovinske industrije in predelave plastike do embalaže in živilske industrije. Hkrati ta razvoj kaže na osnovno načelo, ki je za podjetje wenglor značilno že vrsto let: Inovacije nastajajo tam, kjer se prepoznajo in tehnično rešijo resnični industrijski problemi. Senzorji, kot je serija P1PY21x, so ključne tehnologije za trajnostno proizvodnjo, ki varčuje z viri. Omogočajo natančnejši nadzor, zmanjšujejo količino odpadkov, povečujejo energetsko učinkovitost in s tem prispevajo k temu, da so industrijski procesi primerni za prihodnost. V času pomanjkanja virov in vse večjega pritiska po avtomatizaciji so to odločilni dejavniki. Zato je jasno, da uporaba modre svetlobe v tehnologiji časovnega preleta pomeni pomemben razvojni korak, ki omogoča večjo zanesljivost obstoječih aplikacij, izkorišča nove možnosti in ustvarja prostor za povsem nove scenarije.

Dodatne informacije in tehnične podrobnosti:

Avtor

Picture of Max Mustermann

Max Mustermann

Naziv delovnega mesta