Definition

Photoelektrische Lichtschranken sind berührungslos schaltende Sensoren, die durch Unterbrechung oder Reflexion eines Lichtstrahls aus sichtbarem Licht oder Infrarotlicht zwischen einer Sender- und einer Empfängereinheit betätigt werden. Prinzipiell gibt es drei Bauformen mit unterschiedlicher Funktion: Einweglichtschranken, Reflexions-Lichtschranken sowie Reflexionslichttaster. Einweglichtschranken schalten mit Hilfe eines direkt zwischen Lichtquelle und der photoelektrischen Empfängereinheit verlaufenden Lichtstrahls, der durch ein Objekt unterbrochen wird. Das Prinzip der Einweglichtschranke kommt auch in verschiedenen Bauformen als Winkel-, Gabel- oder Ringlichtschranke zum Einsatz. 
Bei Reflexlichtschranken, auch als Reflexions-Lichtschranken bezeichnet, sind Lichtquelle und Empfänger in einem Gehäuse angeordnet und werden auf einen Tripelspiegel als Reflektor ausgerichtet, sodass der ausgesendete Lichtstrahl auf den Empfänger zurückfällt. Auch hier erfolgt die Betätigung durch Unterbrechung des Lichtstrahls. 
Reflexlichttaster, auch als Reflex-Taster bezeichnet, vereinen ebenfalls Lichtquelle und Empfänger in einem Gehäuse, können innerhalb einer einstellbaren Tastebene Objekte erkennen und schalten über das direkt vom Objekt reflektierte Licht. Weiterhin gibt es messende Lichtschranken mit Analogausgang.

Funktionsprinzip

Einweglichtschranken und Reflexions-Lichtschranken basieren auf dem Prinzip, dass ein Objekt den punktförmig ausgesendeten Lichtstrahl unterbricht und die Unterbrechung den Schaltvorgang ausgelöst. Einweglichtschranken bestehen aus einer getrennten Sender- und einer Empfängereinheit, zwischen denen das Objekt passiert. Bei Gabel-, Winkel- oder Ringlichtschranken sind eine oder mehrere Einweglichtschranken fest in einem entsprechend geformten Rahmen eingebaut, sodass eine vormontierte anschlussfertige Lichtschrankeneinheit aus Sender und Empfänger zur Verfügung steht. 
Reflexions-Lichtschranken senden den Lichtstrahl über einen Reflektor aus Tripelspiegeln zur Empfängereinheit zurück, was die Installation vereinfacht, da sich die integrierte Sensoreinheit nur auf einer Seite des Messobjekts befindet. Die Verwendung einer gepulsten Beleuchtung, von polarisiertem Licht oder Licht bestimmter Wellenlängen kann Störeinflüsse auf Lichtschranken reduzieren oder ausschließen. 
Reflex-Taster sind ähnlich wie Reflexlichtschranken aus Lichtquelle und Empfangseinheit in einem Gehäuse aufgebaut, erfassen jedoch das Objekt direkt. Bei den Reflex-Tastern werden energetische Lichttaster sowie Taster mit Hintergrund- oder Vordergrundausblendung unterschieden. Energetische Lichttaster erkennen den Abstand über die Energie des vom Objekt diffus reflektierten Lichts. Das Ergebnis ist jedoch stark von Faktoren wie Farbe, Reflexionseigenschaften, Form und Große des Objekts abhängig.
Bei Reflexions-Lichttastern mit Hintergrundausblendung sind die Lichtquelle und typischerweise ein PSD-Empfänger (Position Sensitive Diode) in definiertem Abstand in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht. Der von der Objektoberfläche zurückgeworfene Strahl trifft nach dem Triangulationsprinzip im eingestellten Tastbereich auf eine bestimmte Stelle des Empfängers. Signale aus dahinter liegenden Tastebenen treffen dagegen an anderen Stellen auf den Empfänger und werden unterdrückt. Durch das Messprinzip sind Taster mit Hintergrundausblendung weitgehend unabhängig von Farbe und Oberflächenbeschaffenheit des Messobjekts. Reflexions-Lichttaster mit Vordergrundausblendung blenden über die Strahlführung Objekte aus, die vor der Tastebene liegen. 
Ein Beispiel für analoge Lichtschranken sind messende Gabellichtschranken, bei denen das Licht der Sendediode über eine Optik zu einem parallelen Lichtband aufgefächert und auf einen gegenüberliegenden Empfänger geleitet wird. Unterbricht ein Objekt das Lichtband teilweise, wird über die Abschattung auf der Empfängerzeile die Position und Größe des Objekts ermittelt und ein proportionales analoges Signal ausgegeben.

Einsatzbereich

Photoelektrische Lichtschranken sind universell einsetzbare Sensoren zur berührungslosen Anwesenheitserkennung sowie zum Zählen von Objekten in Förder- und Staustrecken. Messende Lichtschranken erlauben zusätzlich einfache Größen- und Positionsbestimmungen. Die Auswahl der Lichtschranken- oder Lichttaster-Bauarten erfolgt anwendungsspezifisch und hängt auch von den Einbaumöglichkeiten ab. Lichtschranken erfordern grundsätzlich eine von zwei Seiten zugängliche Messstelle, während Lichttaster Objekte direkt und einseitig erfassen können.
Anwender sind der interne Betriebsmittelbau sowie der Sondermaschinen- und anlagenbau für alle Branchen.