Näherungsschalter
Näherungsschalter gehören zu den berührungslos arbeitenden Sensoren. Sie registrieren die Annäherung eines Gegenstandes und setzen diese nichtelektrische Größe in ein elektrisches Signal um, das zur Zustandserfassung und Steuerung von automatisierten Systemen wie beispielsweise einer SPS-kontrollierten Maschine dient. Näherungsschalter werden beispielsweise zur Positionserkennung von Werkstücken eingesetzt, oder auch als Auslöser für Sicherheitsmaßnahmen, wie den sofortigen Nothalt, wenn eine Person oder ein Gegenstand in den Bearbeitungsraum einer Maschine eindringt.
Näherungsschalter können auf unterschiedliche Art und Weise die Annäherung von Gegenständen oder Personen registrieren:
Magnetisch: Der Sensor reagiert auf das sich nähernde Magnetfeld eines z. B. am Kolben eines Hubzylinders angebrachten Magneten
Induktiv: Der Sensor erzeugt ein magnetisches Streufeld. Nähert sich ein metallischer Körper, so stört dies das Magnetfeld. Diese Störung kann vom Sensor ausgewertet werden und führt dann dazu, dass der Sensor ein entsprechendes Signal erzeugt.
Kapazitiv: Der Sensor erzeugt ein elektrostatisches Feld um die aktive Sensorfläche. Nähert sich ein Körper, so wird dieses Feld gestört. Diese Beeinflussung des Feldes wird im Sensor messtechnisch ausgewertet und bei Überschreiten der Empfindlichkeitsschwelle ein Schaltkontakt ausgelöst. Der Vorteil kapazitiver Sensoren liegt darin, dass der Sensor auch nichtmetallische Körper detektieren kann. Auch die Erfassung von Flüssigkeiten, Granulaten und Pulvern ist möglich, z. B. zur berührungslosen Füllstandsüberwachung.
Optisch: Der Sensor reagiert auf Lichtreflexionen. Die Lichtquelle dafür, kann entweder Umgebungslicht oder – was zu deutlich verbesserter Erkennungsleistung führt – Bestandteil des Sensors sein. Gängige optische Sensoren arbeiten beispielsweise mit gepulstem Infrarotlicht, was die Störanfälligkeit für Umgebungslicht deutlich herabsetzt. Eine Variante des optischen Sensors ist die Lichtschranke: Hier wird das Schaltsignal ausgelöst, sobald der Lichtweg zwischen Lichtquelle und Sensor unterbrochen wird.
Akustisch: Der Sensor sendet ein Ultraschallsignal aus, das von Körpern im Erfassungsbereich reflektiert wird. Zur Bereichseingrenzung dient ein Zeitfenster, in dem der Sensor nach dem Aussenden eines Ultraschallpulses auf eine Reflexion wartet. So können Störungen durch Reflexionen an weiter entfernten Flächen vermieden werden.
