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Farbsensoren als wichtige Bestandteile der Automatisierungstechnik

Schon längst sind es in der Automatisierungstechnik sowie Prozesstechnik nicht mehr ausschließlich Zähl- und Schaltvorgänge, welche mithilfe moderner Sensortechnik umgesetzt werden. Mittlerweile ist man mithilfe geeigneter Farbsensoren sogar in der Lage, in der Automatisierungstechnik Einzelfarben auseinanderzuhalten. Dabei handelt es sich keineswegs nur um reine Primärfarbsensoren, welche in den meisten Fällen aus Fotodioden mit vorgeschalteten Farbfiltern bestehen. Vielmehr geht es bei den modernen Farbsensoren um die selektive Erfassung des gesamten sichtbaren Spektralbereichs.

Einsatzgebiete von Farbsensoren

Diese Farbsensoren kommen in vielfältigen Gebieten zum Einsatz. Sowohl in der Prozesssteuerung als auch in der Qualitätskontrolle werden sie verwendet, um beispielsweise Farben sowie Beschichtungen von verschiedenen Oberflächen zu überprüfen. Weiterhin werden sie eingesetzt, um das Vorhandensein verschiedener Elemente an unterschiedlichen Baugruppen festzustellen. Auch ist es die Überprüfung von Leuchtmitteln unterschiedlicher Art auf Farbe sowie Helligkeit, die zu den Hauptaufgaben der Farbsensoren im Bereich der Qualitätskontrolle zählt. Durch ihre hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit eignen sie sich auch hervorragend für schnellere Prozessabläufe sowie Fertigungsvorgänge. Abhängig von verschiedenen Farben bzw. Farbmarkierungen sind sie in der Lage, auch bei schnellen Abläufen die unterschiedlichen Farben sicher zu unterscheiden und eventuelle farbabhängige Steuervorgänge im entsprechenden Prozess auszulösen.

Die Funktionsweise von Farbsensoren

Grundsätzlich unterscheidet man zwischen Farbsensoren, welche eine eigene Beleuchtungsquelle besitzen sowie solche, welche Farben selbstleuchtender Objekte erkennen können. Letztere werden zum Beispiel eingesetzt, um Leuchtmittel wie LEDs oder auch Displays zu überprüfen und um gegebenenfalls hier Anpassungen (beispielsweise der Helligkeit) vornehmen zu können. Sensoren zur Feststellung und zum Auseinanderhalten von Farben von Objekten benötigen eigene Lichtquellen, welche aus Hochleistungs-Leuchtdioden bestehen können. Diese Leuchtdioden senden ein weißes Licht mit hoher Intensität aus. Fotodioden mit entsprechenden Farbfiltern dienen hier als Detektoren. Die entstehenden Fotoströme werden mit speziellen Schaltungen in Spannungen umgewandelt, gefiltert und verstärkt. Abhängig von der Anwendung erfolgt anschließend gegebenenfalls eine Digitalisierung der Werte. Anhand vorgegebener Toleranzwerte können Messungen vorgenommen werden, um zum Beispiel Schaltentscheidungen anhand der Toleranzen vornehmen zu können. Anstelle der weiß leuchtenden Leuchtdioden werden teilweise noch einfarbige LEDs mit unterschiedlichen Farben als Lichtquellen eingesetzt. Hierbei erfolgt ein sequenzielles Einschalten der unterschiedlichen farbigen LEDs. Als Gegenstücke bzw. Sensoren dienen breitbandige Fotoempfänger. Nachteilig bei diesen Verfahren der Farberkennung ist die deutlich geringere Verarbeitungsgeschwindigkeit anhand der sequenziell geschalteten LED-Beleuchtungen. Außerdem ist die Farbselektivität dieser Farbsensoren gegenüber moderneren Arten deutlich eingeschränkt.