Einleitung
Ja. Starkes Umgebungslicht kann berührungslose Drehzahlmessgeräte beeinflussen, die nach dem optischen Reflexionsprinzip arbeiten. Direkte Sonneneinstrahlung, leistungsstarke Industriebeleuchtung, LED-Leuchten, blinkende Lichtquellen und Schweißlichtbogen können die Messung unterschiedlich stark beeinträchtigen.
Das bedeutet nicht, dass ein berührungsloses Drehzahlmessgerät unter hellen Umgebungsbedingungen grundsätzlich nicht eingesetzt werden kann. Kritisch wird es vor allem dann, wenn der optische Hintergrundpegel so hoch ist, dass das vom Reflexstreifen zurückgesendete Nutzsignal nur noch schwer vom Umgebungslicht unterschieden werden kann.
Treten bei Messungen an Motoren, Lüftern, Wellen, Riemenscheiben oder anderen rotierenden Bauteilen im Freien oder unter intensiver Industriebeleuchtung schwankende, ungewöhnliche oder fehlende Messwerte auf, sollte daher auch eine optische Störung durch Umgebungslicht geprüft werden.
Das Wichtigste im Überblick
● Starkes Umgebungslicht kann den Kontrast zwischen dem Reflexsignal und dem optischen Hintergrund verringern;
● Direkte Sonneneinstrahlung, leistungsstarke LED-Beleuchtung, Stroboskoplicht und Schweißlichtbogen gehören zu den häufigsten Störquellen;
● Typische Folgen sind schwankende Messwerte, zu hohe oder zu niedrige Anzeigen, instabile Messungen oder ein vollständiger Signalausfall;
● Große Messabstände, kleine Reflexflächen oder eine ungünstige Ausrichtung können den Einfluss von Umgebungslicht verstärken;
● Abschattung, kürzere Messabstände, eine korrekte Ausrichtung und ein sauberer Reflexstreifen verbessern in der Regel die Messstabilität.
Warum kann starkes Licht die Drehzahlmessung beeinflussen?
Ein berührungsloses Drehzahlmessgerät richtet einen Lichtstrahl auf einen Reflexstreifen am rotierenden Bauteil. Jedes Mal, wenn die Reflexmarkierung den Messbereich passiert, entsteht eine deutliche Änderung des zurückgeworfenen Lichts. Ein photoelektrischer Sensor erkennt diese periodischen Änderungen und berechnet daraus anhand der erfassten Impulse die Drehzahl.
Unter günstigen Bedingungen unterscheidet sich das Reflexsignal deutlich von der übrigen Oberfläche des rotierenden Bauteils.
Bei sehr hoher Umgebungshelligkeit gelangt jedoch zusätzliches Licht in den Empfangsbereich des Sensors. Dadurch steigt der optische Hintergrundpegel. Ist dieser zu hoch, wird der Unterschied zwischen dem Nutzsignal des Reflexstreifens und dem Hintergrund geringer und die zuverlässige Impulserkennung schwieriger.
Entscheidend ist daher nicht allein die Helligkeit des ausgesendeten Laser- oder Zielstrahls, sondern ob das Gerät die periodischen Reflexsignale sicher vom Umgebungslicht unterscheiden kann.
Welche Lichtbedingungen verursachen besonders häufig Störungen?
Nicht jede Beleuchtung führt automatisch zu Messproblemen. Der Einfluss hängt unter anderem von Intensität, Richtung, Abstand, Oberflächenreflexion und optischer Auslegung des Messgeräts ab.
● Direkte Sonneneinstrahlung: Besonders kritisch ist eine direkte Beleuchtung des Reflexstreifens oder des optischen Empfangsbereichs;
● Leistungsstarke LED-Beleuchtung: Industrielle LED-Leuchten können sehr hohe Beleuchtungsstärken erzeugen und zum Teil zeitliche Schwankungen der Lichtleistung aufweisen;
● Stroboskop- und Blinklicht: Periodische Lichtänderungen können vom optischen Sensor als zusätzliche Impulse erkannt werden;
● Schweißlichtbogen: Beim Lichtbogenschweißen entstehen sehr intensive und schnell wechselnde Lichtanteile, die das optische Messsystem deutlich stören können;
● Stark reflektierende Oberflächen: Poliertes Metall, Edelstahl oder Aluminium können zusätzliche Reflexionen erzeugen und den Kontrast zur Reflexmarkierung verringern.
Bei der Fehlersuche sollte daher nicht nur die allgemeine Helligkeit betrachtet werden. Auch direkte Einstrahlung, Spiegelreflexionen und periodisch schwankende Lichtquellen sind relevant.
Wie äußern sich Störungen durch starkes Umgebungslicht?
Optische Störungen führen nicht zwangsläufig zu einem vollständigen Messausfall.
Typische Anzeichen sind:
● Die angezeigte Drehzahl schwankt kontinuierlich;
● Wiederholungsmessungen bei gleicher Drehzahl liefern deutlich unterschiedliche Werte;
● Bei geringfügig größerem Messabstand verschwindet das Signal;
● Das Gerät zeigt zeitweise einen Wert, anschließend 0 oder gar keine Drehzahl;
● Der Messwert liegt deutlich über oder unter der tatsächlichen Drehzahl;
● Nach einer Änderung der Messposition oder Abschattung der Lichtquelle wird die Anzeige sofort stabiler.
Bleibt die tatsächliche Maschinendrehzahl konstant, während sich der Messwert mit der Lichtrichtung verändert, ist eine optische Störung wahrscheinlich.
Warum sind Messungen im direkten Sonnenlicht schwieriger?
Sonnenlicht weist in der Regel eine wesentlich höhere Intensität als gewöhnliche Innenraumbeleuchtung auf.
Wird die Reflexmarkierung direkt von der Sonne angestrahlt oder kann Sonnenlicht unmittelbar in den optischen Empfänger gelangen, steigt der Hintergrundlichtpegel deutlich an.
Zusätzlich können metallische Wellen, Lüfterflügel oder Riemenscheiben starke Reflexionen erzeugen. Dadurch wird es für den Sensor schwieriger, das eigentliche Reflexsignal von der Umgebung zu unterscheiden.
Ein deutlich sichtbarer Laserpunkt bedeutet deshalb nicht automatisch, dass das Messgerät auch ein ausreichend starkes Rücksignal empfängt. Die Sichtbarkeit des Zielpunkts und die sichere Erkennung des Reflexsignals sind zwei unterschiedliche Voraussetzungen.
Wie lässt sich die Messung bei starkem Umgebungslicht verbessern?
Bei Verdacht auf optische Störungen können folgende Maßnahmen helfen:
● Direkte Einstrahlung abschirmen: Reflexstreifen und Sensor möglichst gegen direkte Sonne oder starke Leuchten abschatten;
● Messabstand verringern: Innerhalb des zulässigen Messbereichs erhöht ein kürzerer Abstand in der Regel die Stärke des Nutzsignals;
● Reflexmarkierung korrekt anvisieren: Der ausgesendete Strahl sollte möglichst direkt auf die Reflexfläche gerichtet sein;
● Reflexstreifen kontrollieren: Die Oberfläche sollte sauber, unbeschädigt und frei von Öl, Staub und Verschleiß sein;
● Hintergrundkontrast verbessern: Reflexmarkierungen möglichst nicht auf bereits stark spiegelnden Flächen anbringen;
● Unerwünschte Reflexstellen vermeiden: Mehrere reflektierende Bereiche pro Umdrehung können zusätzliche Impulse erzeugen;
● Messposition ändern: Gerät so ausrichten, dass starkes Umgebungslicht nicht direkt in die Empfangsoptik gelangt;
● Messgerät ruhig halten: Schwankungen von Winkel und Abstand durch Handbewegungen können die Signalstabilität zusätzlich verschlechtern.
Kann starkes Licht einen zu hohen Drehzahlwert verursachen?
Ja, allerdings führt starkes Licht nicht grundsätzlich zu einem zu hohen Messwert.
Bei stroboskopierenden LEDs, Blinklampen oder anderen periodisch veränderlichen Lichtquellen kann der Sensor zusätzliche Lichtänderungen erfassen. Werden diese als Drehzahlimpulse interpretiert, kann die angezeigte Drehzahl zu hoch sein.
Sehr starkes kontinuierliches Licht kann dagegen das eigentliche Reflexsignal teilweise überdecken. Dadurch können Impulse verloren gehen, sodass der Messwert zu niedrig ausfällt, schwankt oder vollständig verschwindet.
Lichtstörungen können somit sowohl zusätzliche Fehlimpulse als auch fehlende Nutzimpulse verursachen. Die Messabweichung tritt deshalb nicht immer in derselben Richtung auf.
Warum ist der Reflexstreifen bei starker Beleuchtung besonders wichtig?
Ein Reflexstreifen erzeugt gezielt eine definierte Stelle mit einem starken und wiederholbaren optischen Signal.
Die Oberfläche einer Welle oder eines anderen rotierenden Bauteils kann hinsichtlich Farbe, Struktur und Reflexionsgrad ungleichmäßig sein. Ein geeigneter Reflexstreifen erzeugt einen klareren Signalwechsel und erleichtert dem Sensor die Erkennung jeder Umdrehung.
Dieser Kontrast ist bei hohem Umgebungslicht besonders wichtig.
Ist die Reflexfläche zu klein, verschmutzt, verschlissen, ungünstig angebracht oder von weiteren stark reflektierenden Flächen umgeben, kann auch bei korrekt ausgesendetem Licht kein stabiles Signal entstehen.
FAQ
Kann ein berührungsloses Drehzahlmessgerät auch bei starker Beleuchtung verwendet werden?
Ja. Häufig ist eine zuverlässige Messung weiterhin möglich, wenn direkte Einstrahlung vermieden, der Reflexstreifen korrekt angebracht und ein geeigneter Messabstand gewählt wird.
Warum wird die Anzeige stabiler, sobald Sonnenlicht abgeschirmt wird?
Durch die Abschattung sinkt der optische Hintergrundpegel. Das Nutzsignal des Reflexstreifens hebt sich dadurch deutlicher vom Hintergrund ab und kann zuverlässiger erkannt werden.
Warum wird keine Drehzahl angezeigt, obwohl der Laserpunkt sichtbar ist?
Ein sichtbarer Zielpunkt bestätigt lediglich, dass der ausgesendete Lichtstrahl das Messobjekt erreicht. Er sagt nichts darüber aus, ob das zurückkehrende Reflexsignal für den Sensor ausreichend stark ist. Abstand, Ausrichtung, Zustand des Reflexstreifens und Umgebungslicht beeinflussen die Signalqualität.
Kann LED-Beleuchtung in Innenräumen die Messung beeinflussen?
Ja. Gewöhnliche Raumbeleuchtung verursacht meist nur geringe Störungen. Sehr leistungsstarke, gedimmte oder deutlich flimmernde LEDs können jedoch einzelne optische Drehzahlmessgeräte beeinflussen.
Hilft eine größere Reflexfläche bei starker Beleuchtung?
Eine gut erkennbare Reflexfläche kann innerhalb sinnvoller Grenzen die Signalstabilität verbessern. Es sollten jedoch nicht mehrere voneinander getrennte Reflexmarkierungen pro Umdrehung vorhanden sein, da zusätzliche Impulse zu einer falschen Drehzahlberechnung führen können.
Fazit
Starkes Umgebungslicht kann berührungslose Drehzahlmessgeräte beeinflussen, insbesondere Modelle, die Reflexmarkierungen photoelektrisch erfassen. Entscheidend ist die Fähigkeit des Geräts, das Nutzsignal des Reflexstreifens sicher vom optischen Hintergrund zu unterscheiden.
Treten unter direkter Sonneneinstrahlung, leistungsstarker LED-Beleuchtung, Stroboskoplicht oder in der Nähe von Schweißarbeiten schwankende, ungewöhnliche oder fehlende Messwerte auf, sollte die Beleuchtungssituation überprüft werden. Abschattung, ein geringerer Messabstand, eine bessere Ausrichtung, ein sauberer Reflexstreifen und eine angepasste Messposition können die Zuverlässigkeit deutlich verbessern.
Bei regelmäßigen Messungen im Freien oder unter komplexen industriellen Lichtbedingungen sollten bei der Geräteauswahl außerdem der praktische Messabstand, die optische Störfestigkeit und die Eignung für die jeweilige Einsatzumgebung berücksichtigt werden.
