Preisgekrönter Sensor

24-05-2005
10:30 Uhr
Seite 8
Neue Technologien
06/2005
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Sensortechnik
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Hintergrundbericht
Verpackungsanlage
für Lebensmittel:
Der Sensor efector
pmd ermittelt mit
Hilfe der Lichtlaufzeit die Füllhöhe
eines Vorratsbehälters.
Preisgekrönter Sensor
Abstandsmesser mit Hermes
Award ausgezeichnet
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ifm gewann den mit 100 000 Euro
dotierten Innovationspreis der Hannover Messe. Das Essener Unternehmen wurde für einen kompakten Sensor ausgezeichnet, der den
Abstand eines Objekts mit Hilfe der
Lichtlaufzeit ermittelt.
von Michael Haidner
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"Wir haben den Hermes Award ausgelobt, um ein Zeichen für eine Innovationsoffensive zu setzen", sagt Sepp Heckmann, Vorsitzender des Vorstandes der Deutschen Messe. Das hat denn auch geklappt. Das Echo auf
die Preisverleihung war gewaltig.
Ausgezeichnet wurde ein Abstandssensor
von ifm electronic, der erstmals die PMDTechnik (Photonen-Misch-Detektor) für einen
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industriellen Abstandssensor nützt. "Wir waren schon sehr überrascht, wie viele Menschen uns auf den Preis ansprachen", so Michael Gehlhaar-Kirchner, verantwortlich für
das Marketing von optischen Sensoren bei ifm
electronic.
Der ausgezeichnete Sensor kann dank
PMD-Technik kompakter gebaut werden als
alternative Geräte. Die Abmessungen betragen 42 x 42 x 52 mm. Der Sensor misst den
Abstand zu einem Objekt mit Hilfe der Echolaufzeit von Licht. Als Lichtquelle dient ein Laser, der sichtbares Licht aussendet (Laserschutzklasse 2). Der Laser erzeugt einen gebündelten Lichtstrahl mit einem Durchmesser
von 6 mm (bei 10 Metern Entfernung zum
Objekt).
Trifft das Licht auf einen Gegenstand, wird
es reflektiert, von der Linse des Sensors wieder aufgenommen und auf ein PMD Smart Pixel geleitet, dem Herzstück des Sensors. Nun
errechnet die Auswerteeinheit des Sensors
aus der Laufzeit des Lichts den exakten Abstands eines Objekt zum Sensor. Die Zeitspanne ist direkt proportional zur zurückgelegten
Distanz. "Die Laufzeit des Lichts liegt im Na-
no-Sekundenbereich, Änderungen sogar im
Bereich von Pico-Sekunden", erläutert Gehlhaar-Kirchner.
Der Messbereich des Abstandssensors beträgt bis zu zehn Meter. Die gemessene Entfernung wird sowohl auf dem 4-stelligen alphanumerisches Display angezeigt als auch per
skalierbarem Analogausgang (4 bis 20 mA)
ausgegeben. Der Anwender kann zwei Schaltausgänge parametrieren, die bei Erreichen einer bestimmten Distanz schalten. Bis zu 50
Messungen pro Sekunde sind möglich und
einstellbar. Die Einstellung der Parameter erfolgt durch Tastendruck. Der Sensor eignet
sich auch für Applikationen, bei denen es auf
die exakte Hintergrundausblendung ankommt. Umgebungslicht hat keinen Einfluss
auf die Messung.
Beim efector pmd verwendet ifm electric
erstmals einen hochtintegrierten Chip, der neben dem Lichtempfänger auch die Signalverarbeitung und den Controller enthält. Dadurch
ist die kompakte Bauform möglich geworden.
Bislang wurden optische Abstandssensoren
aus einzelnen Bauelementen aufgebaut. Dabei
dient als Lichtempfänger eine Photodiode.
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Sensortechnik
„Mit Hilfe der PMD-Technik
konnte unser Abstandssensor
sehr kompakt gebaut werden.“
Michael Gehlhaar-Kirchner, Produktbereich
optische Sensoren bei ifm electronic
Der neue Sensor nützt erstmals die PMDTechnologie für industrielle Einsatzgebiete.
Geistiger Vater dieser Technologie ist Prof. Dr.
Schwarte. Schwarte beschäftigt sich seit Anfang der 90er Jahre mit PMD; zur Vermarktung gründete er das Unternehmen PMD
Technologies.
Ifm electronic und PMD Technologies entwickelten nun gemeinsam den efector pmd.
Praktische Einsatzgebiete des Abstandssen-
schen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI), die Entscheidung der Jury
für ifm electronic.
Die Übergabe des Preises erfolgte durch
die Bundesministerin für Bildung und Forschung Edelgard Bulmahn, dem Ministerpräsidenten des Landes Niedersachsens Christian Wulff und Bundeskanzler Gerhard Schröder. Der Hermes Award ist mit 100 000 Euro
einer der weltweit höchstdotierten Technologiepreise. Rittal, Festo und Siemens wirkten
als Sponsoren.
Neben dem Gewinner wurden auch die folgenden Unternehmen nominiert: ABB für einen faseroptischen Stromsensor, der den Faraday-Effekt in einer optischen Glasfaser
nutzt. Konventionelle Strommesssysteme für
die Hochspannungstechnik, die bis zu tausend Kilogramm schwer sind, können durch
diesen Sensor ersetzt werden. Der Fühler besitze hervorragende Eigenschaften hinsichtlich Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Langzeitstabilität, so die Jury.
Bayer Technology Services wurde für ein
Multipunkt-Thermometer für verfahrenstechnische Apparate in der Chemisch-Pharmazeutischen Industrie nominiert. Das Messgerät
bietet die Möglichkeit, entlang der Linie im
Glasfaser über viele Messpunkte hinweg ein
Temperaturprofil zu erstellen und somit viele
einzelne Thermoelemente zu ersetzen.
Abstandssensor ermittelt berührungslos
den Füllstand von Verpackungen
sors sind etwa die Füllstandsmessung bei der
automatischen Verpackung von Lebensmitteln oder die Positionierung von Flurförderfahrzeugen in Hochregallagern. Die Stükkpreise des Abstandsmessers beginnen bei
rund 250 Euro. Vergleichbare Sensoren kosten rund 600 bis 3000 Euro, so ifm.
Der efector pmd misst den Abstand eines
Punktes. Auf Basis der PMD-Technik sind jedoch auch zwei- und dreidimensionale Abstandserfassungen möglich. Eine 3D-Anwendungen könnte beispielsweise die automatische Erkennung von Fahrzeugen im toten
Winkel eines Autos sein.
"Bei dem Abstandssensor handelt es sich
um eine echte Durchbruchs-Innovation. Das
völlig neuartige Prinzip des Photonen-MischDetektors wurde erstmals für einen optoelektronischen Abstandssensor mit minimalen
Abmessungen umgesetzt", begründet Prof.
Dr. Wolfgang Wahlster, Direktor des Deut-
Harting schaffte die Nominierung mit einem Laserstrukturierungsverfahren. Damit
lassen sich spritzgegossene Schaltungsträger
realisieren, die elektrische und mechanische
Funktionen in einem dreidimensionalen Bauteil vereinen. Gewicht und Einbauraum können effektiv reduziert werden, so Harting.
Zudem nominierte die Jury des Hermes
Awards Phoenix Contact für ein drahtlos angebundenes I/O-Feldbus-Modul. Die I/OBaugruppe nützt zur Funkübertragung den
Standard Bluetooth. Damit lassen sich in industriellen Automatisierungssystemen Steuer- und Ein-/Ausgangssignale in Echtzeit
übermitteln.
2004 gewann eStop den Hermes Award.
Der diesjährige Gewinner, ifm electronic,
wurde damals für einen Schwingungs-Sensor
nominiert. „Bereits die Nominierung brachte
uns schon viel Aufmerksamkeit“, so der ifmMann Gehlhaar-Kirchner.
Neue Technologien
06/2005
Hermes Award
Die Hannover Messe setzt mit dem Hermes
Award ein Zeichen: Sie will Innovationen anregen und Zukunftstechnologien fördern. Denn
jede Volkswirtschaft sei dauerhaft nur mit Innovationen leistungsfähig, so die Messegesellschaft. Zum Wettbewerb zugelassen sind Produkte und technologische Innovationen, aber
auch Verfahren, Softwarekomponenten und
Bauteile. Die Produkte sollten erstmals auf der
Hannover Messe gezeigt werden, bereits industriell erprobt oder industriell angewendet
werden und insbesonders innovativ sein. Die
Auswahl für den Hermes Award 2005 traf ein
unabhängiges Expertengremium unter 20 Bewerbungen, fünf davon wurden nominiert. Anschließend bestimmte die Jury den Sieger.
Kompakter Abstandssensor
Der Sensor efector pmd
dient zur Abstandsmessung. Er erfasst Objekte
bis zu zehn Meter Entfernung. Der Sensor nützt
erstmals die PMD-Technik (Photonen-Misch-Detektor) und misst den Abstand zu einem Gegen- Ausgezeichnet: Der Senstand mit Hilfe der Echo- sor von ifm electronic
laufzeit von Licht. Ein misst den Abstand zu
Laser erzeugt einen ge- einem Objekt.
bündelten Lichtstrahl mit
einem Durchmesser von 6 mm. Trifft das Licht auf ein
Objekt, wird es reflektiert und von der Linse des Sensors wieder aufgenommen. Anschließend errechnet
die Auswerteeinheit des Sensors aus der Laufzeit des
Lichts den Abstand eines Objekts. Das ist möglich,
weil die Zeitspanne direkt proportional zur zurückgelegten Distanz ist. Der Sensor besitzt die Abmessungen 42 x 42 x 52 mm.
Webguide
www.ifm-electronic.com
ifm electronic
www.pmdtec.de
PMDTechnologies
www.abb.ch
ABB
www.bayer.de
Bayer
www.harting.de
Harting Mitronics
www.phoenixcontact.com
Phoenix Contact
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