Verknüpfbare Sensortechniken

Intelligente Sensoren zur Zustandsüberwachung

| Autor / Redakteur: Tobias Donaubauer / Redaktion IoT

Intelligente Sensoren zur Zustandsüberwachung
Intelligente Sensoren zur Zustandsüberwachung (Bild: infsoft GmbH)

Kontinuierliches Echtzeit-Monitoring mithilfe von zustandserfassenden Devices ermöglicht die Überwachung von Prozessen und Systemen. Intelligente Sensoren wie Infrarot, Ultraschall, Licht, Feuchtigkeit, Bewegung, Druck oder Luftqualität verbessern Entscheidungsfindung, Rückverfolgbarkeit, Qualitätssicherung und Prozesskontrolle.

Das Internet der Dinge ist einer der Megatrends unserer Zeit. Die Verknüpfung des Internets mit der realen Welt wird bereits als vierte industrielle Revolution oder auch Industrie 4.0 bezeichnet. Das Ziel ist es die reale Welt für das Netzwerk zu beschreiben und somit die Vorteile der Vernetzung für weite Teile von industriellen Prozessen oder Heimanwendungen nutzbar zu machen. Die Schwierigkeit besteht nun darin reale Zustände wie „Luft ist feucht“ oder „Licht ist zu schwach“ für das Netzwerk erfassbar zu machen.

Tag Cloud: Sensoren (Quelle: infsoft)

Hier kommt moderne, verknüpfbare Sensortechnik ins Spiel. Intelligente Sensoren können Zustände wie Lichtstärke, Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Luftdruck oder Bewegungen im Raum erfassen und dem Netzwerk als Information verfügbar machen. Mit diesen Daten können Programme intelligente Steuerungen umsetzen, welche beispielsweise eine bedarfsgerechte Betätigung der Klimatisierung oder der Lichtanlage erlauben.

Eine große Rolle spielt das Erfassen der Umgebungszustände auch in der Produktion. Hierdurch können Materialflüsse besser gesteuert, Maschinenparameter in Echtzeit eingestellt und sogar Wartungsprogramme bedarfsgerecht verbessert werden. Dies optimiert Wartungskosten, minimiert Stillstandszeiten und trägt somit zu einer höheren Effektivität bei. Durch intelligente Sensoren kann oftmals sogar eine Investition in moderne vernetzte Maschinen verhindert werden, sodass der bestehende Maschinenpark durch eine Ergänzung mit moderner Sensorik auf den Stand der Technik aufgewertet wird.

Dieser Artikel soll eine Übersicht über die zur Verfügung stehenden Sensortechniken geben und deren Anwendungsbereiche beschreiben:

Temperatursensoren

Viele Prozesse erfordern eine bestimmte Umgebungstemperatur oder/und Gerätetemperatur. Die Aufrechterhaltung angemessener Bedingungen während der Lagerung und des Transports von empfindlichen Waren (z.B. pharmazeutische Produkte oder Lebensmittel) ist entscheidend für die Qualität der Lieferung dieser Waren. Ein zuverlässiges Temperaturmanagement ist unerlässlich, um den bestmöglichen Zustand des Produktes zu gewährleisten. Die Temperaturkontrolle ist ein wirksames Mittel, um das Bakterienwachstum zu verlangsamen, die Qualität zu erhalten und den Verderb zu minimieren. Darüber hinaus haben Temperatursensoren Einzug in die Raumautomation gehalten, um Aktoren wie Heiz- und Kühlventile oder Lüftungsklappen auf Basis der Umgebungsbedingungen präzise zu steuern.

Anwendungsbeispiel für zustandserfassende Sensoren in einem Bürogebäude (Quelle: infsoft)

Feuchtigkeitssensoren

Relative Luftfeuchtigkeit (Relative Humidity, RH) und Temperatur gehen fast immer Hand in Hand. Durch Kenntnis der Luftfeuchtigkeit lassen sich Maßnahmen gegen die Bildung von Kondenswasser und damit gegen einen möglichen gesundheitsgefährdenden Schimmelpilzbefall in Wohn- und Arbeitsräumen ergreifen. Zu den wichtigsten Einsatzgebieten gehören Industrie- und Büroumgebungen für die Heizungs-, Lüftungs- und Klimakontrolle.

Infrarot Thermosensoren

Infrarotsensoren sind eine geeignete Option für Anwendungen, die Oberflächentemperaturen und Objektbewegungen erfassen müssen. Sie eignen sich als Präsenzmelder in Sicherheitssystemen, für die Patientenerkennung im medizinischen Umfeld oder für die Temperaturmessung in der industriellen Prozesskontrolle.

Ultraschallsensoren

Ultraschallsensoren arbeiten ähnlich wie Radar und Sonar und werden zur Erfassung der Anwesenheit oder zur Messung der Entfernung von Personen/Objekten eingesetzt. Sie können auch zur Bestimmung des Füllstandes von flüssigem oder festem Material in geschlossenen Behältern verwendet werden. Ultraschallsensoren erkennen Objekte unabhängig von Material, Farbe oder Oberfläche und sind eine zuverlässige Lösung für raue und anspruchsvolle Einsatzbedingungen.

Anwendungsbeispiel für zustandserfassende Sensoren in der Automobilfertigung (Quelle: infsoft)

Präsenzmelder

Ein Präsenzmelder ist ein Gerät, das dazu dient, physische Anwesenheit oder Abwesenheit zu erkennen. Er überwacht den Erfassungsbereich auf Basis von Infrarot – wird eine Person erfasst, löst der Melder automatisch eine Aktion aus, wie z.B. das Einschalten der Beleuchtung.

Lichtsensoren

Lichtsensoren sind elektronische Geräte, die die Intensität von Tageslicht oder künstlichem Licht anzeigen. Sie sind vielseitig im industriellen und kommerziellen Umfeld einsetzbar. Sie können beispielsweise die Beleuchtungsstärke in einem Raum erkennen und die Jalousien anheben / absenken oder die Beleuchtung automatisch ein- / ausschalten, um den Komfort in einem Raum zu verbessern.

CO2 Sensoren

CO2 Sensoren werden eingesetzt, um Veränderungen der Luftqualität zu überwachen und die Konzentration von Kohlenstoffdioxid zu messen. Sie werden häufig zur Überwachung der Raumluftqualität in Bürogebäuden, Schulen, Krankenhäusern oder Smart Homes eingesetzt. Darüber hinaus sind sie für die Echtzeitüberwachung von Qualität, Frische und Sicherheit von Agrar- und Lebensmittelprodukten geeignet, da Kohlendioxid zum Schutz vor dem Wachstum von Bakterien und Pilzen eingesetzt werden kann.

Luftdrucksensoren

Barometrische Drucksensoren messen Druckschwankungen der Atmosphäre und spielen eine wichtige Rolle bei der Prozess- und Qualitätskontrolle im industriellen Umfeld. Sie werden überall dort eingesetzt, wo eine ständige Überwachung und Regelung des Luftdrucks für die Betriebsabläufe entscheidend ist. Ihr Einsatz ist ideal für Reinräume, Krankenhäuser und Computerräume.

Hier gibt es weitere Informationen zum Thema zustandserfassende Sensoren.

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