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Kundenspezifische optische Sensoren

06. November 2019, 08:00 Uhr   |  Oliver Kafka, Neumüller Elektronik


Fortsetzung des Artikels von Teil 1 .

Das Gehäuse trägt zur Gesamtleistung bei

Komponenten für einen Sensor
© Neumüller Elektronik

Bild 2. Die Ausgestaltung des Sensors hängt von spezifischen Anwendungs- sowie von Leistungsanforderungen ab. Dafür müssen die einzelnen Komponenten perfekt aufeinander abgestimmt sein.

Das Gehäuse der Sensorlösung ist der nächste Schritt in der Designhierarchie, wobei die Anwendungsanforderungen eine breite Palette von optischen und mechanischen Gehäusevarianten bestimmen. Die Konstrukteure müssen sich der mechanischen Toleranzen bewusst sein, die mit jedem Design verbunden sind, zusammen mit Überlegungen wie dem Abstand zwischen Sensor und Emitter, der Öffnungsgröße, dem Durchgangsloch, der Oberfläche und dem Montagewinkel. Außerdem ist es wichtig zu erkennen, dass diskrete Komponenten und Gehäusedesign zur Gesamtsystemleistung beitragen.

Das kundenspezifische Design der optischen Sensorlösung muss entwickelt werden, um einem Spek­trum von Designwünschen und Leistungsanforderungen gerecht zu werden, die von der Variabilität des Montageortes und des Erfassungs­abstandes über die Art der zu erfas­senden Medien bis hin zu den Umgebungsbedingungen reichen.

Da optische Sensoren oft weit von der primären Leiterplatte oder dem Mikrocontroller des Systems entfernt montiert werden, ist die Konnektivität für die Eingangsleistung und Kommunikation entscheidend. In diesen Fällen sind Kabellänge und Steckertypen wichtige Faktoren bei der Entwicklung einer robusten Lösung.

Mehrwert durchvorkonfektionierte Verkabelung und Steckverbinder

Die Beschaffung kundenspezifischer Baugruppen mit vorkonfektionierter Verkabelung und Steckverbindern fördert die Plug-and-play-Kompatibilität. Dies vereinfacht den Montageprozess des Endprodukts und reduziert die Kosten durch eine verbesserte Fertigungseffizienz.

VereinfachungPersonalisierungVerlässlichkeit
optimale Sensorleistung sowie -auslastung; Zuverlässigkeit und Beständigkeitoptimale Gehäuseform und Funktionwerksangepasste Kalibrierung und Prüfung
gewährleistet eine gleichbleibende Leistung
vereinfachte Lieferkette; reduzierte Wiederbeschaffungszeitmaßgeschneiderte Lösungen erhöhen die Sicherheitpraxiserprobte Lösungen für den Einsatz in
anspruchsvollen Umgebungen
verbesserter Wirkungsgrad und schnellere Markteinführungkosteneffizient, auch für Kleinkunden mit einem hohen Produktmixmaximiert den anfänglichen Return-on-Investment (RoI)

 

Übergeordnete Baugruppen erforderlich

Medizinische Anwendungen weisen oft optische Sensoranforderungen auf, die über einfache Detektor- und Emitter-Designtechniken hinausgehen. Mehrere Sensoren und/oder Emitter, andere passive und aktive Komponenten (etwa ein Spannungsregler) oder andere mechanische Komponenten erfordern möglicherweise die Platzierung auf einer gemeinsamen Leiterplatte. Zusätzliche Verkabelung und Anschlüsse mit mehreren diskreten Komponenten wären zudem not­wendig. Übergeordnete Baugruppen können viele verschiedene Formen annehmen, die von Anwendungsanforderungen für Funktion, Leistung und Größe bestimmt werden.

Gesundheitsanwendungen brauchen kundenspezifische Sensoren

Bei rund 23 Milliarden verbauten IoT-Geräten allein im Jahr 2018, ist es eine große Herausforderung, eine Standardlösung für eine bestimmte optische Sensoranwendung zu finden. Es erfordert optisches, elektrotechnisches und maschinenbauliches Know-how, um eine Lösung zu entwickeln, die über einen längeren Zeitraum und unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen konstant und zuverlässig funktioniert.

Vor allem in der Medizintechnik ist der Bedarf an kundenspezifischen, optoelektronischen Sensorlösungen hoch – und er wird immer größer. Die Komplexität der Integration kompatibler Lichtemitter und Sensoren, die Abstimmung der Kompromisse zwischen optischer Leistung und Empfindlichkeit sowie der Ausgleich von Stapeltoleranzen und Gesamtkosten gelingen nur über eine maßgeschneiderte Lösung. Zuverlässige Leistung – auch bei Anwendungen mit geringem Volumen und großem Produktmix – schafft einen hohen Wettbewerbswert und eine starke Rentabilität in einem Markt, der sich durch Wachstum und globaler Nachfrage nach immer neuen, vernetzten Gesundheitsanwendungen auszeichnet.

Der Autor

Porträtfoto: Oliver Kafka, Neumüller Elektronik
© Neumüller Elektronik

Oliver Kafka machte seinen Diplom-Abschluss an der FH Lübeck im Studiengang Elektrotechnik/Nachrichtentechnik. Seit knapp 25 Jahren ist er im Produkt-Marketing tätig und betreut die Bereiche IR- und sichtbare Optoelektronik. Im Jahre 1999 wurde er Prokurist bei Neumüller Elektronik.

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1. Kundenspezifische optische Sensoren
2. Das Gehäuse trägt zur Gesamtleistung bei

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