- Miniatur-Abstandssensor nach dem konfokal-chromatischen Messprinzip
- Titan-Sensorgehäuse mit 4 mm Durchmesser
- Produktvarianten mit axialer und radialer Messrichtung
- Messbereich: 400 µm-6,5 mm
- Grundabstand Messbereichsanfang: ca. 0,9-3,5 mm
- Lichtfleckdurchmesser: 10-100 µm
- Linearität: bei Diffusreflexion kleiner/gleich +/-0,2 % des Messbereichs, Direktreflexion kleiner/gleich +/-0,08 % des Messbereichs
- Reproduzierbarkeit: 0,01 % des Messbereichs
- Messrate: 0,1-70 kHz (einstellbar)
- Langzeitstabilität Sensor: +/-0,02 % des Messbereichs/Monat
- Lichtquelle: LED / Xenon-Lichtquelle
- Konfiguration über Web-Browser
- Schnittstellen: Ethernet, EtherCAT, RS 422 oder analog
- Digitale Ausgänge: 2 x 0-10 V
- Sensorkabel (Lichtwellenleiter): Standard 2 m, optional bis 50 m
Die berührungslosen optischen Miniatur Abstandssensoren confocalDT 2402 arbeiten nach dem Prinzip der konfokal-chromatischen Abstandsmessung. Sie sind in sieben Produktvarianten mit festen Messbereichen von 400 µm-6,5 mm erhältlich. Es sind Messraten von 0,1-70 kHz einstellbar. Das Licht einer LED- oder Xenon-Lichtquelle wird über Lichtleiter und eine Optik in einen sehr kleinen Messfleck auf der Messobjektoberfläche gebündelt, der je nach Messbereich einen Durchmesser zwischen 10-100 µm hat. Die miniaturisierte Bauform mit einem Titangehäuse von nur 4 mm Durchmesser ermöglicht die Messung in engen Vertiefungen. Drei Produktvarianten mit integrierter 90°-Strahlablenkung erlauben die Erkennung von Wandstrukturen mit Auflösungen im Nanometerbereich. Das vom Messfleck reflektierte Licht wird vom Sensor empfangen und im Controller ausgewertet.
Die errechneten Werte werden über Ethernet, EtherCAT, RS 422 oder analog ausgegeben. Lichtquelle und Empfangsoptik sind in einer Achse angeordnet, was Abschattungseffekte weitgehend vermeidet. Dadurch eignet sich das System zur Messung auch in Bohrungen und Spalten. Es erlaubt die Messung von Abständen mit sehr hoher Präzision bei einer Reproduzierbarkeit von 0,08 % des Messbereichs, insbesondere bei spiegelnden oder transparenten Oberflächen. Auch eine einseitige Dickenmessung von transparenten Materialien ist möglich, wobei dann die Reflektionen beider Materialübergänge ausgewertet werden
Die Abstandsmessung confocalDT 2402 arbeitet nach dem konfokal-chromatischen Messprinzip. Durch eine Optik wird von einer LED- oder Xenon-Lichtquelle stammendes polychromatisches Licht (Weißlicht) derart zerlegt, dass entlang der Messachse der Fokuspunkt jeder Wellenlänge des Lichts in einem anderen Abstand zur Optik liegt. Jeder Wellenlänge des Spektrums ist dabei ein bestimmter Abstand zum Sensor zugeordnet, der durch die werkseitige Kalibrierung bekannt ist.
Diejenige Wellenlänge, die sich exakt auf der Messobjektoberfläche fokussiert, wird über ein optisches Koppelelement durch eine Lochblende punktförmig auf einen Spektralsensor fokussiert und löst dort ein maximales Signal aus. Die anderen Wellenlängen, deren Fokuspunkte unter oder über dieser Ebene liegen, werden dagegen mit dem Abstand aus der Fokusebene zunehmend gestreut und von der Lochblende weitgehend abgefangen. So lösen sie auf dem Sensor nur ein dementsprechend schwächeres Signal aus. Durch das vom Controller erkannte Maximum im Farbspektrum wird der Abstand ermittelt.
Die Anordnung von Lichtquelle und Empfangsoptik in einer Achse verhindert Abschattungseffekte weitgehend. Die Lichtwellenleiter mit einem speziellen Linsenstab sind mit einem Titanrohr von nur 4 mm Außendurchmesser geschützt, was die Messung in engen Vertiefungen und Bohrungen ermöglicht. Je nach Produktvariante arbeiten die Sensoren in axialer Messrichtung oder sind mit einer integrierten 90°-Strahlumlenkung ausgestattet, was eine Messung in radialer Richtung z. B. von Wandstrukturen gestattet.
Mit dem kleinen Messfleck wird in sehr hoher Auflösung gemessen. Eine Besonderheit ist die Messung von spiegelnden oder durchsichtigen Oberflächen und Schichten sowie die einseitige Dickenmessung von Glas.
Das Messsystem confocalDT 2402 besteht aus dem Sensor, dem Controller mit der Lichtquelle sowie einem 2 m langen Lichtwellenleiter als Sensorkabel. Sieben verschiedene Produktvarianten bieten unterschiedliche Messbereiche, davon sind drei Produktvarianten mit einer 90°-Strahlumlenkung zur Messung in radialer Richtung ausgestattet.
Die berührungslosen optischen Miniatur Abstandssensoren confocalDT 2402 messen hochpräzise Abstände zu diffusen und auch spiegelnden oder transparenten Oberflächen in axialer und radialer Richtung. Die einseitige Dickenmessung von transparenten Materialien ist eine Eigenheit dieses Prinzips. Anwendungen sind Messungen in Spalten und Bohrungen, die Schichtdickenmessung transparenter Materialien, die Vermessung von Oberflächenkonturen und der Oberflächentopographie sowie Messungen von Flüssigkeitspegeln. Eingesetzt werden die Messsysteme im Maschinenbau für die Halbleiter- und Elektronikindustrie, in der Glasindustrie sowie im Labor- und Forschungsbereich.