Sick: Heavy-Duty-Sensoren Optosensoren – echte Überlebenskünstler

Heavy-Duty-Sensoren finden in einer Vielzahl von Einsatzszenarien Anwendung, in denen Standardsensoren an die Grenzen ihrer Überlebensfähigkeit gelangen.

Erhöhte Dichtigkeit und Temperaturbeständigkeit, Schock- und Vibrationsfestigkeit, Chemikalienresistenz oder Hygiene-Design – mit ihren Eigenschaften müssen Heavy-Duty-Sensoren den anspruchsvollsten Einsatz- und Umfeldbedingungen widerstehen.

Worauf bei der Auswahl des passenden Sensors zu achten ist, erklärt Roland Hackenjos, Produktmanager Industrial Sensors von Sick.

Der Begriff „Heavy Duty“ umfasst eine Vielzahl von Einsatzszenarien, in denen Standardsensoren an die Grenzen ihrer Überlebensfähigkeit gelangen. Starke mechanische Beanspruchungen durch Schläge, Stöße oder Vibrationen gehören ebenso zu den Herausforderungen wie das temporäre oder dauerhafte Einwirken von Ölen, Kühl- und Schmiermitteln auf das Gehäuse, die Frontscheibe und den Kabelanschluss der Sensoren – oder deren häufiges Reinigen oder Desinfizieren. Fremdlicht, hohe Temperaturen oder große Temperaturschwankungen gilt es ebenso zu meistern wie Staub und Abrieb in der Luft, die die Detektionsleistung beeinträchtigen und sich zudem auf den Sensoren ablagern können.
 
Gleichzeitig können aber auch die Objekte selbst ihre Detektion erschweren: Transparenz, Glanz, unregelmäßige Geometrien, unterbrochene Oberflächen oder wechselnde Abstände erfordern oftmals eine individuelle Auslegung der Erfassungseigenschaften. All diese Anforderungen lassen sich nur bedingt trennscharf einzelnen Branchen zuordnen – Schutz gegen Feuchtigkeit beispielsweise ist in der Verpackungslinie für Lebensmittel ebenso ein Kriterium wie bei der Detektion von feuchten Solarwafern während des Produktionsprozesses.

Wenn Feuchtigkeit ins Spiel kommt
 
In feuchten und nassen Umgebungen bewähren sich vielerorts die Lichtschranken und Lichttaster der Produktfamilie „W4 Inox“ von Sick. Diese Sensoren bieten neben ihrem extrem widerstandsfähigen und etwa würfelzuckergroßen Edelstahlgehäuse eine für den Einsatz in industriellen Feucht- und Nassbereichen optimierte Dichtungstechnik – einschließlich eines abgedichteten elektrischen M12-Anschlusses. Sie vermeidet das Eindringen von Feuchtigkeit und wird von Sick durch ständige Testzyklen mit wechselnden Belastungen durch Temperaturschwankungen, verschiedene Druckbeaufschlagungen, Kälteschocks sowie künstliche Alterung kontinuierlich weiterentwickelt. Auch das Bedienelement – eine in das Gehäuse integrierte, flexible Edelstahlmembran – ist absolut dicht. Alles in allem werden dadurch selbst die Dichtigkeitsanforderungen nach IP 67, IP68 und selbst IP69k bei weitem übertroffen.

Für den Einsatz in der Solarwafer-Herstellung sind diese Eigenschaften optimal. Hier detektieren Lichttaster der Baureihe feuchte und kontaminierte Wafer nach der Bearbeitung und Vereinzelung auf einer Förderstrecke. In dieser rauen Umgebung, in der zudem Essigsäure zum Einsatz kommt, schützt das Dichtungskonzept den Sensor zuverlässig vor dem Eindringen von Feuchtigkeit.

Für den Einsatz in Feucht- und Nassbereichen, beispielsweise in der Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaherstellung, reicht Dichtigkeit alleine jedoch nicht aus. Gefordert wird hier mindestens ein Washdown-, wenn nicht sogar ein Hygiene-Design der Sensoren. Daher ist die Produktfamilie „W4 Inox“ nach den Empfehlungen der EHEDG (European Hygienic Engineering & Design Group) konzipiert. So bietet das elektropolierte Edelstahlgehäuse mit seiner Oberflächenrauigkeit von 0,8 µm RA nur wenig Anhaftungsmöglichkeiten für Nahrungsmittelreste und damit kaum Nährböden für Bakterien und andere Mikroorganismen. Das spaltfreie Sensorgehäuse kann zudem leicht von Reinigungs- und Desinfektionsmitteln umspült werden, die anschließend schnell und rückstandslos abfließen können.