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Schockfeste Linearwegsensoren bis 2 m Messlänge

Christian Voß, Leiter Produktmanagement für Linear- und Drehwegsensoren bei Turck: „Die neuen Linearwegsensoren der Serie LI-Q25 verändern ihr Ausgangssignalverhalten auch unter Schockbelastung bis 200 g nicht“

Christian Voß, Leiter Produktmanagement für Linear- und Drehwegsensoren bei Turck: „Die neuen Linearwegsensoren der Serie LI-Q25 verändern ihr Ausgangssignalverhalten auch unter Schockbelastung bis 200 g nicht“

C. Voß: „Mit einem speziell entwickelten, patentierten Verfahren ist es uns gelungen, den marktgängigen Messbereich auf eine Länge von 2 m zu verdoppeln“

C. Voß: „Mit einem speziell entwickelten, patentierten Verfahren ist es uns gelungen, den marktgängigen Messbereich auf eine Länge von 2 m zu verdoppeln“

Vor neun Jahren hat Turck die induktiven Linearwegsensoren der Serie LI-Q25 auf den Markt gebracht, die sich durch ihre berührungslose Positionserfassung mittels Schwingkreissystem kennzeichnen. 2012 wurde die Elektronik-Architekturder Familie überarbeitet, sodass die robusten Sensoren die Performance von Potenziometern erreichen und sich für hochdynamische Bewegungssteuerung eignen. Zur SPS IPC Drives gibt es den nächsten Entwicklungssprung, wie die etz-Redaktion im Gespräch mit Christian Voß, Leiter Produktmanagement für Linear- und Drehwegsensoren bei Turck, erfuhr.

Bitte beschreiben Sie kurz die besonderen Eigenschaften der Sensorfamilie.
C. Voß: Die Sensoren der LI-Serie arbeiten nach dem Resonator-Messprinzip, bei dem die Positionserfassung nicht über einen magnetischen Positionsgeber, sondern induktiv über ein schwingfähiges System aus Kondensator und Spule erfolgt. Dank des berührungslosen Prinzips sind die robusten Sensoren wartungs- sowie verschleißfrei. Sie überzeugen durch eine hohe Reproduzierbarkeit, Auflösung und Linearität über einen großen Temperaturbereich. Die innovative Technik ist zudem unempfindlich gegenüber magnetischen Gleich- und Wechselfeldern. Auf der SPS IPC Drives werden wir jetzt die neue Generation der LI-Q25-Serie zeigen.
Was ändert sich jetzt bei der neuen Generation?
C. Voß: Bei der Entwicklung der neuen Generation haben wir unsere Hausaufgaben gemacht. Wir haben die Wünsche aus diversen Kundengesprächen gesammelt, wie verbesserte Sensordiagnose, das Messen unter Vibrationseinfluss oder hohe Magnetfeldresistenz, und es ist uns gelungen, diese in den neuen Sensoren umzusetzen. So bieten wir bei der neuen LI-Generation grundsätzlich eine Abtastrate von 5 kHz – entsprechend einer Abtastfrequenz von 125 μs bei einer Sprungantwort – und das bei einem Messsystem mit analogem Ausgang. Zudem ist eine automatische Fehlererkennung bzw. Diagnose integriert. Auch hinsichtlich der Vibrationsspezifikation setzen wir einen neuen Standard.
Können Sie das näher erläutern?
C. Voß: Üblicherweise wird Schockunempfindlichkeit nach der DIN EN 60068-2-27 (VDE 0468-2-27) spezifiziert. Die Norm besagt, dass der Sensor während der Prüfung außer Betrieb ist und sein Ausgangssignal nicht bewertet wird. Dies ist aber fernab der Realität, da Sensoren in einer Anlage nicht abgeschaltet werden, sobald ein Schock auftritt. Gerade dann muss der Anwender sich auf seine Sensorik verlassen können. Unsere neuen Sensoren verändern ihr Ausgangssignalverhalten auch unter Schockbelastung bis 200 g nicht. Die Positionsgenauigkeit beträgt in allen Lebenslagen 0,3 mm – die Dicke eines 160 g schweren DIN-A4-Blatts. Zusammenfassend zeichnen sich unsere neuen LI-Sensoren durch fünf Hauptmerkmale aus: Positionstreu, schockfest, Magnetfeld-unempfindlich, schnell und genau.
In welchen Bauformen gibt es die neuen Sensoren?
C. Voß: Aktuell in der Bauform Q25, langfristig ist auch die Einführung der kleineren Q17 geplant, schon alleine, um einen größeren Markt zu erreichen.
Beeindruckend ist auch die Länge. In welchen Abmessungen gibt es die neuen LI-Q25?
C. Voß: Mit einem speziell entwickelten, patentierten Verfahren ist es uns gelungen, den marktgängigen Messbereich von 1 m zu verdoppeln. Eine besondere Herausforderung war dabei, den sicheren Betrieb in allen Temperaturbereichen zu gewährleisten.
Kann man die Messbereiche weiterhin in 100-mm-Schritten wählen?
C. Voß: Bis zu einer Messlänge von 1 000 mm kann man die Sensoren wie gewohnt in 100-mm-Schritten bestellen. Ab 1 000 mm bieten wir sie in einer ersten Phase in 250-mm-Schritten an. Wir arbeiten daran, dass die Sensoren auch bis zu einer Länge von 2 m in 100-mm-Schritten verfügbar sind, sowie an einer IO-Link-Variante.
Gibt es die langen Versionen auch in einer Analog- sowie einer Highspeed-Variante?
C. Voß: Es wird keine separate Highspeed-Variante mehr geben. Stattdessen haben wir diese zum Standard erklärt. Wir erreichen eine Sprungantwortzeit von 150 μs und garantieren somit selbst zum Start der neuen Generation eine Abtastfrequenz von 5 kHz. Schnelle analoge Regelungen stellen somit nicht mehr die Frage, ob der richtige Sensor genutzt wird, sondern ob ein Turck-Sensor verbaut ist.
Zum Start der neuen Generation bieten wir ein rein analoges Interface an. Die jetzt neu integrierte automatische Sensordiagnose erkennt zum Beispiel, ob der Positionsgeber sich auf dem Sensor befindet, und meldet dies über die (4 … 20)-mA- bzw. (0 … 10)-V-Schnittstelle an die Steuerung. Der Vorteil für den Kunden: Er kann jederzeit erkennen, ob der Sensor einwandfrei arbeitet. In sicherheitsgerichteten Anwendungen kann er sogar beide Signale gleichzeitig auswerten. Ihm steht am Ausgang Redundanz zur Verfügung, was auch logische Prüfungen des Positionsweges ermöglicht.
Für welche Anwendungen eignen sich die induktiven Linearwegsensoren?
C. Voß: Die Anwendungsvielfalt ist groß. Von Signierpressen in der Metallbearbeitung bis hin zu Fahrgeschäften in Vergnügungsparks. Wir ermöglichen unseren Kunden mit den Sensorserien LI-Q25 und LI-Q17 zuverlässige Positionsmessungen, selbst in beengten Einbausituationen.
Welches Zubehör ist für die induktiven Linearwegsensoren erhältlich?
C. Voß: Das komplette Zubehörprogramm sowie die Abmessungen sind identisch zu der alten Generation. Wir erreichen somit eine hundertprozentige mechanische Rückwärtskompatiblität und die Elektrokonstruktion unserer Kunden muss sich nicht umstellen. Dies war uns sehr wichtig. Den nächsten Schritt zu gehen und dabei Altbewährtes nicht zu verlieren. Dieser besondere Spagat ist nebenbei erwähnt von uns patentiert worden. (no)

Autor:
Dipl.-Ing. (FH) Frank Nolte ist stellv. Chefredakteur beim VDE VERLAG