Halbleiterlaser-Wegmesssensoren : Technologie : OptischMessen.de

Halbleiterlaser-Wegmesssysteme

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Funktionsprinzip

Halbleiterlaser-Wegmesssensoren und -messgeräte

Halbleiterlaser-Wegmesssensoren und -messgeräte enthalten ein Lichtabgabeelement und einen positions-empfindlichen Detektor (PSD) und messen Objekte mit dem Triangulationsverfahren. Als Lichtabgabeelement wird ein Halbleiterlaser verwendet. Eine Linse fokussiert den Lichtstrahl auf das Messobjekt. Das Objekt reflektiert das Licht zurück durch die Linse und fokussiert es in einem Lichtpunkt auf dem positionsempfindlichen Detektor (PSD). Der Lichtpunkt bewegt sich gleichzeitig mit der Bewegung des Objekts. Das Messgerät ermittelt die jeweilige Position des Objektes auf Basis der Lichtpunktbewegung.

Oberflächenreflexion und Sensorkopf

Die von der Objektoberfläche reflektierten Lichtstrahlen umfassen diffus reflektierende und gerichtete Bestandteile. Das Verhältnis der diffus reflektierenden und der gerichteten Bestandteile richtet sich nach dem Material oder der Oberfläche des Messobjekts. Ziele mit spiegelnde oder glänzenden Oberflächen reflektieren hauptsächlich gerichtetes Licht. Die hochauflösenden, ultragenauen KEYENCE-Wegmessgeräte wurden für gerichtete Lichtbestandteile entwickelt, da viele Messobjekte spiegelnde oder glänzende Oberflächen aufweisen. Es sind jedoch auch Laser-Wegmesssysteme für große Messabstände und diffus reflektierende Objekte erhältlich.

Sensorkopfkonfiguration

Oberflächenbedingungen und Reflexionen

Diffus reflektierende Komponente	Spiegelnde Komponente

Sensorkopfdesign und Funktionsprinzip

Empfänger für diffuse Lichtbestandteile (hochauflösende Typen für große Messabstände)	Empfänger für gerichtete Lichtbestandteile (ultra-hochauflösender Typ)

Effektive Anwendung von Laser-Wegmesssystemen

Montage

Messen der Verschiebung von Objekten mit unterschiedlichen Höhen
Wenn die Verschiebung eines Objekts mit unterschiedlichen Höhen gemessen werden soll, bringen Sie den Sensor wie unten dargestellt an, um durch Objektflanken verursachte Interferenzen zu vermeiden.

Montage des Sensorkopfes an einer Wandfläche
Montieren Sie den Sensorkopf so, dass das von der Wand reflektierte Licht nicht auf die Empfängerlinse fällt. Wenn die Wand glänzt kann ein Farbanstrich in mattem Schwarz wirkungsvoll sein.

Messung von Objekten mit stark veränderlichen Farben und Materialien
Die Wegmesssensoren von KEYENCE sind in der Lage, unabhängig von der Objektfarbe oder vom Material Messungen durchzuführen. Um Fehler-quellen möglichst auszuschließen, sollten Sie jedoch den Sensor für die Messung von Objekten mit größeren Veränderungen von Farben und Materialien, wie unten gezeigt, an der Objektflanke montieren.

Messung von spiegelnden Objekten
Objekte mit stark glänzender oder spiegelnder Oberfläche reflektieren das Licht überwiegend oder ausschließlich gerichtet. Dadurch gelangt nicht genügend Licht zum Empfangselement, um eine stabile Messung durchzuführen. Eine Neigung des Messkopfes um den Winkel, der den gerichteten Strahlenteil auf das Lichtempfangselement fallen lässt, behebt das Problem. Sollte es nicht möglich sein, den Kopf entsprechend zu verkippen, stehen Ihnen unsere Modelle für gerichtete Reflexion zur Verfügung.

Messung schwarzer Objekte
Die Oberfläche mancher Objekte reflektiert äußerst schwach, das gilt besonders für schwarze Objekte. Die auf das PSD-Element fallende Lichtmenge ist dann so gering, dass der Signal-Rausch-Abstand für eine stabile Auswertung nicht mehr ausreicht.
Wie bei den spiegelnden Objekten lässt sich die einfallende Lichtmenge durch ein Verkippen des Messkopfes erhöhen, weil dann auch die gerichteten Strahlanteile auf das Empfangselement fallen. Das genaue Vorgehen erklärt die folgende Abbildung:

Platzieren Sie den Sensor näher am Objekt

Messung eines Objektes in einer Vertiefung
Wenn Sie die Position eines Objektes in einer Vertiefung mit kleinem Durchmesser messen möchten, montieren Sie den Messkopf so, dass die Wand der Vertiefung weder das ausgestrahlte noch das reflektierte Licht blockiert.

Exzentrizitätsmessungen
Wenn die Exzentrizität eines sich drehenden Objektes gemessen werden soll, montieren sie den Sensor wie nachfolgend dargestellt, um die Auswirkung vertikaler Schwingungen oder Verschiebungen zu reduzieren.

	Modellreihe LK-G Laser-Wegmessung		Modellreihe LJ-G 2D-Laser-Wegmesssensoren
Sechs Messköpfe mit neu entwickelten Mess-Algorithmen und zwei unterschiedlichen optischen Systemen.		Die Modelle vom Typ LJ-G erfassen zweidimensionale Oberflächenprofile mit höchster Geschwindigkeit.Die LJ-G-Modelle sind mit modernster Technologie ausgestattet.
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