Opto-elektronischer Sensor
Innovative Verbindung von traditioneller Messtechnik durch eine Präzisionslibelle und moderner Optoelektronik.
Innovative Verbindung von traditioneller Messtechnik durch eine Präzisionslibelle und moderner Optoelektronik.
Alles im Lot. Im Alltag meint diese Aussage meist, dass wir uns im Gleichgewicht befinden, dass alles ok ist. Eine optimale Ausgangssituation. Auch in Wissenschaft und Technik ist eine exakt ausgerichtete Ausgangslage wichtig. In vielen Situationen können selbst minimale Abweichungen von diesem perfekten Null- oder Referenzpunkt fatal sein. So zum Beispiel in der Pharmabranche beim Wägen von Medikamenten oder in der Produktionstechnik.
Die Idee: ein Neigungssensor, nach dem sich Maschinen richten.
Die Stahl Präzisionslibellen KG hat deshalb zusammen mit den Partnern Sartorius AG und CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik und Photovoltaik GmbH den elektronischen Libellensensor eLiSe entwickelt. Eine innovative Verknüpfung von traditioneller Messtechnik und modernem Optik-Know-how sowie langjähriger Erfahrung in der Mikrosensorik. Ganz wichtig: eLiSe versteht sich als technologische Plattform und kann auf unterschiedlichste Bereiche – etwa in der Präzisionsmesstechnik, dem Maschinenbau oder der Geodäsie kundenspezifisch adaptiert werden. Die Innovation: Mit eLiSe ist es möglich, Lageveränderungen optisch automatisiert zu erkennen, in analoge Signale umzuwandeln und gegebenenfalls zu korrigieren.
MESSEN | STEUERN | REGELN |
Libellensenor | Auswerteleketronik | Aktorik |
Angelegt als technologische Plattform, wird der elektronische Libellensensor auf Ihre speziellen Kundenbedürfnisse angepasst. Der Nullpunktindikator ist modular aufgebaut und besteht aus drei Komponenten:
Die Eigenschaften der Präzisionsdosenlibelle bestimmen den Messbereich und die Empfindlichkeit des eLiSe-Gesamtsystems. Sie variieren je nach Anforderungsprofil und sind exakt auf Messaufgabe und Abtastmodul abgestimmt. Die Libelle (von lat. Libella – kleine Waage) ist von einem Gehäuse umschlossen, in dem sich eine Flüssigkeit und eine Gasblase befinden.
Die Präzisions-Dosenlibelle ist direkt am Messmodul platziert, in dem sich ein Siliziumchip sowie optische Bauelemente befinden: eine Lichtquelle (LED) sowie Lichtempfänger, die im gleichen Abstand von der Lichtquelle entfernt an der Oberfläche des Siliziumchips angeordnet sind. Die von der Lichtquelle ausgehenden Strahlen werden von der Unterseite des Deckglases reflektiert und erzeugen auf dem Messmodul einen Lichtfleck, der sehr genau ausgewertet werden kann.
Als Oberbegriff für eine neue Klasse opto-elektronischer 2D-Nulllagen-Indikatoren funktioniert eLiSe extrem präzise und sehr zuverlässig. Das opto-elektronische Abtastmodul besteht aus vier Fotodiodensegmenten mit integrierter Beleuchtungseinheit. Das in die Dosenlibelle eingestrahlte Licht wird im Bereich der Gasblase diffus reflektiert. Mittels einer klassischen 4-Quadranten-Auswertung wird die Position des Schwerpunktes der reflektierenden Fläche aus den Einzelströmen berechnet. Das reflektierte Licht wird von den nahe angeordneten Empfängern mit einem sehr guten Signal-Rausch-Verhältnis und hoher Nachweisempfindlichkeit erfasst. Innerhalb des Messbereiches des Systems kann somit die Position der Blase exakt bestimmt und die Verkippung berechnet werden.
Optimales Gleichgewicht in jeder Lage. Als Nulllagenindikator ermittelt eLiSe selbstkalibrierend extrem genau die Richtung einer Neigung. Das macht ihn zur optimalen Systemkomponente, wenn es um eine exakte Nivellierung im Winkelsekundenbereich geht. Der elektronische Libellensensor arbeitet dabei nach dem gravimetrischen Grundprinzip – das physikalische Resultat aus der Gravitation der Erde und der Fliehkraft ihrer Rotation. Keine Nullpunktdrift, hohe Langzeitstabilität und Schockunempfindlichkeit empfehlen ihn für mobile und robuste Anwendungen. Ungefähr so groß wie ein 10 Cent-Stück ist der Sensor ausreichend filigran – unter anderem ein Vorteil bei der Integration in andere technische Systeme.
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... das das Tier seinen Namen aufrgund seiner Eigenschaft des Austarierens hat. Libelle stammt von libra dem Diminutiv vom lateinischen Wort libra (Waage) ab. Damit wurden vor allem Wasserwaagen bezeichnet und noch heute sind die Instrumente der Messtechnik unter dem Wort Libelle bekannt.