Was ist BlueLight | SensoPart

Blaues Licht ist ein Teil des sichtbaren Lichtspektrums, das vom menschlichen Auge wahrgenommen werden kann. Die Wellenlänge von blauem Licht liegt bei etwa 400 bis 500 Nanometern. Blaulicht ist somit kurzwellig und zudem energiereicher als andere Farben im sichtbaren Spektrum wie Rot oder Grün. In unserer natürlichen Umgebung ist blaues Licht allgegenwärtig: Es wird von der Sonne sowie von künstlichen Lichtquellen wie LED-Leuchten oder Computerbildschirmen emittiert.

Auch im Bereich der optischen Sensoren kommt blaues Licht als blaue Sende-LED zum Einsatz: Mit der innovativen BlueLight-Technologie lassen sich verschiedene Objekte zuverlässig erkennen. Dabei stellen vor allem Objekte, die wenig oder kaum Licht an den Empfänger zurücksenden, häufig eine Herausforderung dar und gelten deshalb in der Regel als schwer detektierbar. Mit Hilfe der BlueLight-Technologie lassen sich jedoch sowohl einfache als auch schwer zu detektierende Objekte zuverlässig erkennen. Zu letzteren zählen z. B. dunkle, glänzende und/oder transparente Objekte wie beispielsweise Solarzellen, die sich in einem starken Neigungswinkel zum Sensor befinden.

Rotlicht-Sensoren sind in sehr vielen Applikationen in der industriellen Automatisierung im Einsatz. Jedoch stoßen gewöhnliche Rotlicht-Sensoren bei der Detektion von schwierigen Oberflächen – wie dunklen, hochglänzenden, schrägen, konvexen oder transparenten Materialien – häufig an ihre Grenzen. Zusätzlich lässt die Prozessstabilität von Sensoren mit rotem Licht bei starken Neigungswinkeln nach.

Prozesse oder Anlagen, die mit Blaulicht-Sensoren ausgestattet sind, überzeugen dahingegen mit einer zuverlässigeren Detektionsrate. Diese ist zum einen auf die höhere Intensität des blauen Lichts und zum anderen auf die unterschiedliche Wechselwirkung verschiedener Lichtfarben mit der Oberfläche des Tastguts zurückzuführen. Im Vergleich zu rotem Licht ist die Eindringtiefe des kurzwelligen blauen Lichts geringer. Entsprechend höher ist der an der Oberfläche reflektierte Anteil des Lichts. Dadurch lassen sich Objekten mit geringer Remission – also insbesondere mit dunkler oder transparenter Oberfläche – besonders gut mit Blaulicht-Sensoren erkennen.

Die Geschichte hinter der Blaulicht-Objekterkennung

Um die Entstehung von Blaulicht-Objekt-Erkennung besser zu verstehen, machen wir eine kleine Zeitreise in das Jahr 2014 zum Schwarzwälder Sensor-Hersteller SensoPart: Dr. Wanner, Gründer von SensoPart, und sein Team von talentierten Entwicklern stehen vor einer Aufgabe, die ihnen unlösbar erscheint. Ihr Kunde, ein Freiburger Hersteller von Solarzellen, sucht nach einer zuverlässigen und zugleich kostengünstigen Automatisierungslösung für die Anwesenheitskontrolle und Positionierung von Solarwafern. Doch hierbei steht das Entwickler-Team zunächst vor einem Problem.

Rotlicht-Sensoren stoßen an ihre Grenzen

Schnell ist den Sensor-Spezialisten klar, dass ihre üblichen Rotlicht-Sensoren diese Anwendung nicht lösen können. Denn Produkte wie Solarwafer bzw. Siliziumsolarzellen werden dahingehend optimiert, einen möglichst großen Anteil des auftreffenden Sonnenlichtes zu absorbieren, um daraus eine elektrische Spannung zu erzeugen. Sie absorbieren besonders gut im grünen und roten Bereich des Sonnenspektrums und absorbieren folglich auch das rote LED-Licht des Sensors. Rotlicht-Sensoren eignen sich also nicht für die stabile Anwesenheitskontrolle und Positionierung von Solarwafern.

SensoParts Entwickler-Team macht es sich zur Aufgabe, eine Lösung für den Freiburger Kunden zu finden. Verschiedene Ansätze werden gesammelt, vertieft und wieder verworfen. Bis einem der Entwickler bei der wiederholten Betrachtung der dunkelblauen Solarwafer ein Geistesblitz kommt.

Blaues Licht: die smarte Lösung zur zuverlässigen Detektion

Nach mehreren Analysen kommt das Team zum Ergebnis, dass die Detektion der dunkelblauen Solarwafer mit einem Blaulicht-Sensor deutlich zuverlässiger funktioniert als mit den üblichen Rotlicht-Tastern. Denn die Solarzellen besitzen im blauen Bereich ein deutlich höheres Reflexionsvermögen. Die Entwicklung von Blaulicht-Sensoren kann beginnen und dem Freiburger Kunden kann dank der neu entwickelten Sensoren mit blauer Sende-LED die prozesssichere Anwesenheitskontrolle und Positionierung der Solarwafer ermöglicht werden. Die Objekterkennung mit Blaulicht wird geboren.

Mit den Jahren entwickelt SensoPart die BlueLight-Technologie weiter und das Produkt-Portfolio umfasst mittlerweile viele weitere Blaulicht-Sensoren, wie beispielsweise diverse BlueLight-Reflexionslichttaster mit Hintergrundausblendung. Denn nicht nur die Solarindustrie profitiert von den speziellen Eigenschaften eines BlueLight-Sensors, sondern auch zahlreiche andere Branchen. Durch das blaue Licht gewährleisten die BlueLight-Sensoren eine signifikant höhere Prozesssicherheit als Rotlicht-Sensoren und werden deshalb für die Detektion von anspruchsvollen Materialien eingesetzt, die beispielsweise folgende Eigenschaften aufweisen:

tiefschwarz
spiegelnd
gewölbt
schräg
glänzend
transparent

Außerdem ermöglichen Blaulicht-Sensoren die zuverlässige Detektion auch bei großen Winkeln zum Objekt, was besonders bei begrenzten Bauräumen der Fall sein kann. Die BlueLight-Sensoren kommen aber nicht nur für die oben genannten schwierigen Materialien oder Applikationen zum Einsatz, sondern eignen sich auch für Standard-Applikationen, in denen bisher Rotlicht-Sensoren genutzt wurden.

Prozesssicherheit: Die BlueLight-Technologie ermöglicht auch bei anspruchsvollen Materialien eine hohe Prozessstabilität, sodass auch schwierige Oberflächen mit der blauen Sende-LED zuverlässig erkannt werden. Mit blauem Licht lassen sich aber auch Standard-Applikationen mit unkritischen Oberflächen zuverlässig detektieren.
Robustheit: BlueLight-Sensoren gewährleisten auch bei spitzen Winkeln eine hohe Detektionssicherheit. Das ist vor allem dann von Vorteil, wenn Sie den Sensor aus Platzgründen seitlich zum Prozess montieren müssen.
Flexibilität: Werden die zu detektierenden Objekte in einer Anlage geändert oder die Anlage selbst umgebaut, bieten BlueLight-Sensoren eine hohe Flexibilität.
Lageroptimierung: Sie können BlueLight-Sensoren sowohl für Standard-Anwendungen als auch für Problem-Anwendungen einsetzen. Dadurch werden Rotlicht-Sensoren überflüssig und Sie sparen einerseits Lagerplatz und sind andererseits in der Lage, Ihr Portfolio an verschiedenen Sensoren zu reduzieren.

FACT

In vielen automatisierten Prozessen in der Industrie müssen Sensoren zuverlässig tiefschwarze, spiegelnde, gewölbte, schräge, glänzende und transparente Objekte detektieren. Außerdem hat man festgestellt, dass Blaulicht-Sensoren auch bei großen Winkeln zum Objekt, was besonders bei begrenzten Bauräumen der Fall sein kann, zuverlässig detektieren.

Durch das blaue Licht ermöglichen die BlueLight-Sensoren eine signifikant höhere Prozesssicherheit als Rotlichtsensoren und werden deshalb für die Detektion von anspruchsvollen Materialien eingesetzt.

Von der mattschwarzen Türverkleidung bis zum hochglänzenden, runden Schaltknauf: In der Automobilindustrie ist der Anteil an schwierigen Oberflächen sehr groß. Potenziell kritische Kunststoff- und Metallteile müssen zuverlässig detektiert werden können. Hier kommen die Blaulicht-Sensoren ins Spiel. Reflextaster mit Hintergrundausblendung dienen hier beispielsweise der zuverlässigen Positionskontrolle.
In der Verpackungs- und Lebensmittelindustrie finden sich viele transparente Objekte, z. B. Flaschen mit dunklen Kunststoffdeckeln oder an transparenten Etiketten und Verpackungsfolien. Reflextaster mit blauen Sende-LEDs kommen hierbei zum Einsatz.
Auch in der Medizintechnik und Arzneimittelherstellung kommt es auf eine zuverlässige Anwesenheitskontrolle von transparenten Objekten wie etwa Probenröhrchen, Spritzen und Pipettenspitzen an.