Fließ- und Staukontrolle von Granulat mit dem MICROmote®-Verstärker S294
Die überwiegende Anzahl von Applikationen für optische Sensoren dreht sich um die Präsenzkontrolle von Objekten. Die Überwachung der Förderung von Granulat in einer transparenten Zuführung, wie einem Glas- oder Kunststoff-Rohr oder einem -Schacht ist eine Sonderform davon und zwar mit einer besonderen Schwierigkeit:
Gleichgültig, ob es sich dabei um Körner, mechanische Teile oder sonstwie geartete Partikel mit körniger Struktur handelt, es müssen dabei immer die drei Betriebszustände - 1. Granulat in Bewegung, 2. Kein Granulat, 3. Materialstau - zuverlässig unterschieden werden.
Im Vergleich zu den typischen, anderen Anwendungen für Optosensoren gibt es hier zwei Besonderheiten:
Durch die Vielzahl der Einzelkörper im Materialfluss entstehen keine diskreten Einzelsignale mit entsprechender „Peakhöhe" mehr. Die einzelnen Körner liefern nur extrem unterschiedliche Signalbeiträge. Es ergibt sich vielmehr ein ständig variierendes Grundsignal (zum Beispiel durch eine Veränderung der Farbe des Granulats) mit einem überlagerten dynamischen Anteil sprunghaft variierender Amplituden. Außerdem müssen auch drei verschiedene Zustände am Verstärkerausgang dargestellt werden können
Gelöst wird diese Aufgabenstellung beim Verstärker V91/S294-AP mit einer Signalauswertung nach dem dynamischen Prinzip: Durch eine „Hochpass"-Funktion in der Elektronik werden die schnellen Signaländerungen, wie sie zum Beispiel an einzelnen, durch den Erfassungsbereich fliegenden Körnern entstehen, weitgehend unabhängig von ihrer Amplitude herausgefiltert. Werden solche schnellen Signaländerungen erfasst, schaltet der zugehörige „dynamische" Ausgang ein „On"-Signal.
Parallel zur dynamischen findet eine statische Auswertung statt. Sie vergleicht das aufgenommene Signal klassisch mit einem eingestellten Vergleichswert und liefert, je nach Über- oder Unterschreitung ein „On"- oder „Off"-Signal.
Durch logische Kombination der beiden Ausgänge sind damit alle drei Betriebszustände darstellbar:
1. Objekt ist nicht vorhanden = kein Ausgangssignal
2. Objekt ist vorhanden und bewegt sich = dynamisches Ausgangssignal + statisches Ausgangssignal
3. Objekt ist vorhanden und bewegt sich nicht = statisches Ausgangssignal
Wie alle MICROmote-Verstärker von STM kann V91/S294 auch beliebig mit allen MICROmote-Sensoren, gleichgültig ob Durchlicht- oder Reflexsensoren, verwendet werden. Die Wahl des richtigen Sensors hängt vielmehr von der Applikation, bzw. vom abzufragenden Granulat und der Geometrie der Anwendung ab:
Durchlichtsensoren liefern zwar prinzipbedingt die eindeutigeren Signale. Sie können aber nur verwendet werden, solange der Massenstrom nicht so dicht wird, dass Licht nicht mehr durchdringen und auf den gegenüber liegenden Empfänger treffen kann. Sie sind die richtige Lösung, wenn relativ wenig Objekte durch den Erfassungsbereich fallen. Allerdings bleibt zu beachten, dass Begleitmaterial, wie zum Beispiel Staub oder Abrieb schnell zu Fehlsignalen führen kann.
Bei massiven Massensströmen, wie es meist bei der Zufuhr von Granulat gegeben ist, machen Taster an der Außenseite des Führungsrohres wesentlich mehr Sinn. Bauform, Positionierung und gewählte Wellenlänge müssen nach überwachtem Material und vorliegender Geometrie optimal ausgewählt werden.
