Die Laser-Triangulationssensoren zählen zu den optischen Standardmessverfahren. Die Triangulation realisiert optische Abstandsmessung durch Winkelmessung innerhalb eines Dreiecks. Dabei emittiert eine Laserdiode einen Laserstrahl, der auf das Messobjekt gerichtet ist. Die reflektierte Strahlung wird über eine Optik auf ein digitales Fotoelement, eine sogenannte CCD-Zeile, abgebildet. Aus der Lage des Lichtpunktes auf dem Empfangselement lässt sich der Abstand des Objekts zum Sensor berechnen. Ein meist interner Controller wertet die Daten aus und gibt sie über digitale oder analoge Schnittstellen aus.
Blaue Laser arbeiten nahe dem UV-Bereich
Physikalisch bedingt ist das CCD-Element im infraroten Bereich deutlich empfindlicher als im ultravioletten. Deshalb arbeiten herkömmliche Sensoren mit dem roten Laserlicht bei einer Wellenlänge von 670 nm nahe dem IR-Bereich. Dieser Ansatz funktioniert zwar bei vielen Objekten, einige Messaufgaben sind jedoch damit nicht lösbar.
Verschiedene Objekte, beispielsweise glühendes Metall, emittieren einen hohen Anteil infraroter Strahlung. Diese Strahlung stört den auf «Rot» getrimmten Sensor, sodass er ab einer Temperatur von rund 700°C keine vernünftige Messung mehr durchführt. Anders als bei Sensoren mit rotem Laser arbeitet der blaue Laser mit einer kürzeren Wellenlänge von 405 nm und damit nahe dem UV-Bereich des Spektrums. Somit hat ein blauer Laser einen maximalen Abstand zum Infrarot – ihn stört die emittierte IR-Strahlung nicht.
Blau-violettes Laserlicht bleibt an der Oberfläche
Abhängig vom Messobjekt dringt das herkömmliche rote Laserlicht mehr oder weniger stark in das Messobjekt ein und wird dort gestreut. Besonders bei organischen Messobjekten tritt dieser Effekt ein. Da an der Oberfläche kein sauberer Bildpunkt entsteht, lässt sich kein exakter Abstand definieren. Im Unterschied dazu dringt das blau-violette Laserlicht bei solchen Materialien durch die kürzere Wellenlänge nicht so weit in das Messobjekt ein. Der blaue Laser bildet auf der Oberfläche einen minimalen Laserpunkt und sorgt auch auf kritischen Messobjekten für stabile und präzise Ergebnisse.
Blue Laser misst auch in 3D exakt
Die Vorteile der Triangulation mit der blauen Laserdiode gelten nicht nur für die eindimensionalen Messungen von Abstand, Materialdicke und Vibration, sondern auch für mehrdimensionale Qualitätskontrollen wie Profil- und Konturmessung. Deshalb hat Micro-Epsilon die Baureihe der 2D/3D-Laserscanner mit den Modellen mit blauer Laserdiode erweitert. Die besonderen Eigenschaften der kurzen Wellenlänge erlauben den Einsatz unter bisher nicht praktikablen Bedingungen. Anwender können auch präzise Messungen an Oberflächen durchführen, deren Reflektionseigenschaften oder Transparenz andere optische Messungen eigentlich ausschliessen würden.
Einsatz bei wenig Platz und hohen Geschwindigkeiten
Die Modelle scanCONTROL 2600 BL und 2900 BL sind dank der integrierten Kontrollelektronik besonders kompakt. Dadurch eignen sie sich auch für den Einsatz in komplexen Maschinen, die nur wenig Platz für Sensorik lassen. Profilfrequenzen von bis zu 4000 Hz schaffen die Grundlage für die Nutzung in Hochgeschwindigkeitsanwendungen, beispielsweise zur Schienenvermessung von fahrenden Zügen. Dabei sind verschiedene Messbereiche von 25 bis 140 mm sowohl in Z- als auch in X-Richtung verfügbar. Zur Messwertübertragung steht eine Ethernet-Schnittstelle für UDP und Modbus sowie eine serielle Schnittstelle für RS 422 und Modbus zur Verfügung. Ausserdem können analoge Signale oder digitale Schaltsignale über eine Output-Unit ausgegeben werden.
Katalog scanCONTROL: 21_14.52.pdf
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