Einleitung

Bei der berührungslosen Drehzahlmessung ist der Laserpunkt häufig deutlich auf einer Welle, Riemenscheibe, einem Lüfter oder einem anderen rotierenden Bauteil zu sehen, während das Display dennoch keinen Drehzahlwert anzeigt oder bei null bleibt.

Dies bedeutet nicht zwangsläufig, dass das Messgerät defekt ist. Der Laser dient in erster Linie zur Positionierung des Messbereichs. Für die eigentliche Drehzahlmessung muss der optoelektronische Sensor ein klares und periodisch wiederkehrendes Reflexionssignal erfassen.

„Der Laser trifft das Objekt“ und „das Messgerät erkennt ein gültiges Drehzahlsignal“ sind daher zwei unterschiedliche Bedingungen.

Das Wichtigste in Kürze

● Ein sichtbarer Laserpunkt bedeutet nicht automatisch, dass ein verwertbares Reflexionssignal vorhanden ist.
● Die meisten optischen Laser-Drehzahlmesser benötigen einen deutlichen Reflexionskontrast zwischen Markierung und Umgebung.
● Eine zu kleine, verschmutzte, beschädigte oder falsch positionierte Reflexmarke kann zu einem fehlenden Messwert führen.
● Messabstand, Winkel, Drehzahl, Vibrationen und Umgebungslicht beeinflussen die Signalerkennung.
● Mehrere reflektierende Stellen pro Umdrehung können zu verdoppelten oder fehlerhaften Messwerten führen.
● Bei der Fehlersuche sollten zuerst Reflexmarke, Messposition und Abstand geprüft werden.

Warum gibt es keinen Messwert, obwohl der Laser das rotierende Objekt trifft?

Ein berührungsloser Laser-Drehzahlmesser sendet einen Lichtstrahl auf das rotierende Objekt und erfasst das reflektierte Licht mit einem internen optoelektronischen Sensor.

Wenn eine Reflexmarke den Messbereich passiert, entsteht eine deutliche Änderung der reflektierten Lichtintensität. Aus diesen periodischen Impulsen berechnet das Messgerät die Drehzahl.

Entscheidend ist daher eine periodische Änderung der Reflexion und nicht lediglich das Vorhandensein eines reflektierten Laserstrahls.

Trifft der Laser beispielsweise dauerhaft auf eine gleichmäßig reflektierende Metallwelle, verändert sich das Signal trotz Rotation unter Umständen kaum. Ohne klar erkennbare periodische Änderung kann das Gerät keine einzelnen Umdrehungen bestimmen.

Es wurde keine Reflexfolie angebracht

Dies ist eine der häufigsten Ursachen für einen fehlenden Messwert.

Die meisten berührungslosen Drehzahlmesser mit optischem Reflexionsverfahren benötigen eine deutlich erkennbare Reflexmarke, üblicherweise eine spezielle Reflexfolie.

● Beim Passieren des Messpunkts erzeugt die Reflexfolie ein stärkeres Rücksignal.
● Die umgebende Oberfläche reflektiert schwächer.
● Der Wechsel erzeugt einen periodischen Impuls.
● Aus der Impulsfrequenz berechnet der Drehzahlmesser die Drehzahl in U/min.

Bei einer gleichmäßig gefärbten oder gleichmäßig reflektierenden Welle, Scheibe oder Riemenscheibe kann das Gerät die einzelnen Umdrehungen möglicherweise nicht unterscheiden.

Sofern es die Betriebsbedingungen zulassen, sollte eine geeignete Reflexmarke entsprechend den Vorgaben des Geräteherstellers verwendet werden.

Die Reflexmarke befindet sich an der falschen Stelle

Auch eine korrekt angebrachte Reflexfolie führt nicht zu einem stabilen Messwert, wenn der Laser deren Umlaufbahn nicht trifft.

Befindet sich die Reflexmarke beispielsweise am äußeren Rand einer Riemenscheibe, während der Laser auf das Zentrum gerichtet ist, passiert die Markierung den Messpunkt nicht.

Für eine zuverlässige Messung gilt:

● Die Reflexmarke muss sich gemeinsam mit dem Bauteil drehen.
● Sie sollte den Messbereich einmal pro Umdrehung passieren.
● Der Laser muss auf die Umlaufbahn der Markierung ausgerichtet sein.
● Der Sensor muss bei jeder Umdrehung einen eindeutigen Reflexionsimpuls empfangen.

Die Ausrichtung kann vor dem Start der Maschine im Stillstand überprüft werden.

Die Reflexfolie ist zu klein, verschmutzt oder beschädigt

Die Reflexmarke muss ein ausreichend deutliches optisches Signal erzeugen.

Ist die Fläche zu klein, verschmutzt, abgenutzt, geknickt oder teilweise abgelöst, kann das Rücksignal zu schwach oder unregelmäßig sein.

Typische Ursachen sind:

● Zu kleine Reflexfläche.
● Staub, Öl oder Fett auf der Oberfläche.
● Gealtertes oder beschädigtes Reflexmaterial.
● Falten oder unzureichende Haftung.
● Teilweises Ablösen bei hoher Drehzahl.
● Der Laserpunkt trifft die wirksame Reflexfläche nicht vollständig.

In diesem Fall sollte die Reflexfolie gereinigt oder ersetzt und die Messposition neu ausgerichtet werden.

Die Oberfläche reflektiert selbst zu stark

Eine stärkere Reflexion verbessert die Messung nicht grundsätzlich.

Polierter Edelstahl, verchromte Bauteile und andere glänzende Oberflächen können bereits ein sehr starkes Hintergrundsignal erzeugen. Ist der Unterschied zwischen Reflexmarke und Grundoberfläche zu gering, kann der Sensor die Markierung nur schwer erkennen.

Entscheidend ist nicht die maximal mögliche Reflexion, sondern ein deutlicher und reproduzierbarer Unterschied der reflektierten Lichtintensität.

Der Messabstand ist ungeeignet

Laser-Drehzahlmesser arbeiten innerhalb eines definierten Messabstands.

Bei zu großem Abstand können folgende Effekte auftreten:

● Weniger Licht erreicht die Messfläche.
● Das zurückkehrende Reflexionssignal wird schwächer.
● Der Laserpunkt kann größer werden.
● Die Reflexmarke nimmt einen geringeren Anteil des beleuchteten Bereichs ein.

Ein sehr kurzer Abstand ist ebenfalls nicht automatisch optimal, da Sende- und Empfangsoptik je nach Gerätebauart unterschiedlich ausgelegt sind.

Der Abstand sollte innerhalb des vom Hersteller angegebenen Bereichs liegen und so eingestellt werden, dass der Messwert stabil ist.

Der Messwinkel ist ungeeignet

Ein sichtbarer Laserpunkt bedeutet nicht zwangsläufig, dass ausreichend reflektiertes Licht zum Empfangssensor zurückkehrt.

Bei stark schrägem Auftreffen kann insbesondere auf glatten Metalloberflächen eine gerichtete Spiegelreflexion entstehen, die vom Empfänger wegführt.

Das Messgerät sollte stabil auf die Umlaufbahn der Reflexmarke ausgerichtet werden. Falls erforderlich, kann der Winkel innerhalb eines sicheren Bereichs leicht verändert werden.

Hände oder Messgerät dürfen niemals nur zur Verbesserung des Messwerts gefährlich nah an freiliegende Wellen, Kupplungen, Lüfter oder Riemenscheiben gebracht werden.

Mehrere reflektierende Stellen pro Umdrehung

Bei Geräten, die einen Reflexionsimpuls als eine Umdrehung interpretieren, wird normalerweise nur eine wirksame Reflexmarke verwendet.

Zusätzliche Reflexionen können entstehen durch:

● Mehrere Reflexfolien.
● Helle Stellen auf Metalloberflächen.
● Schrauben, Kanten, Schaufeln oder andere periodisch reflektierende Strukturen.
● Weitere reflektierende Objekte im Erfassungsbereich.

Das Gerät kann dadurch mehrere Impulse pro Umdrehung erkennen.

Dies führt nicht zwingend zu einem fehlenden Messwert, kann jedoch verdoppelte, springende oder anderweitig falsche Drehzahlanzeigen verursachen.

Die Drehzahl liegt außerhalb des Messbereichs

Jeder Drehzahlmesser besitzt einen definierten Messbereich.

Liegt die tatsächliche Drehzahl unterhalb der minimal erfassbaren Drehzahl oder oberhalb des maximalen Messbereichs, kann das Gerät keinen gültigen Wert anzeigen oder instabile Messwerte liefern.

Vor der Annahme eines Gerätefehlers sollten geprüft werden:

● Die ungefähre Drehzahl der Maschine.
● Der spezifizierte Drehzahlbereich des Messgeräts.
● Ob die tatsächliche Drehzahl innerhalb dieses Bereichs liegt.

Bei stark veränderlicher Drehzahl sollte die Messung erst nach einer ausreichenden Stabilisierung aufgezeichnet werden.

Umgebungslicht stört den optischen Sensor

Starkes Fremdlicht kann die optische Erkennung beeinträchtigen.

Mögliche Störquellen sind:

● Direkte Sonneneinstrahlung auf den Messbereich.
● Sehr helle Beleuchtung in Richtung des Sensors.
● Flackernde oder stroboskopische Lichtquellen.
● Andere Laser- oder Infrarotquellen im Empfangsbereich.

Dadurch kann sich der Kontrast zwischen dem eigentlichen Reflexionsimpuls und dem optischen Hintergrund verringern.

Wenn dies sicher möglich ist, sollte die Messrichtung geändert, direktes Fremdlicht reduziert oder eine andere Messposition gewählt werden.

Die Reflexfolie ist bei hoher Drehzahl instabil

Auf schnell rotierenden Bauteilen muss die Reflexfolie sicher haften.

Heben sich Kanten ab, vibriert die Folie oder löst sie sich teilweise, verändert sich der Reflexionswinkel kontinuierlich und das Signal kann instabil werden.

Bei hoher Drehzahl ist außerdem die mechanische Sicherheit zu berücksichtigen. Die Reflexmarke sollte nicht unnötig groß sein und die Unwucht des rotierenden Bauteils nicht beeinflussen.

Bei schnelllaufenden oder energiereichen Rotorsystemen sind die Herstellerangaben und die betrieblichen Sicherheitsvorgaben einzuhalten, bevor Material am rotierenden Bauteil angebracht wird.

Das rotierende Bauteil vibriert oder läuft unrund

Starke Vibrationen oder radialer Rundlauffehler können dazu führen, dass die Reflexmarke den Messpunkt nicht bei jeder Umdrehung zuverlässig passiert.

Mögliche Folgen sind:

● Der Laser trifft die Reflexmarke nur zeitweise.
● Die Signalstärke schwankt stark.
● Der Drehzahlwert erscheint nur sporadisch.
● Die Anzeige springt deutlich.

Das Messgerät sollte ruhig gehalten und gleichzeitig geprüft werden, ob die Maschine selbst ungewöhnlich stark vibriert.

Bei erkennbar abnormalem Maschinenzustand sollte zunächst die Ursache der Vibration behoben werden.

So lässt sich ein fehlender Messwert systematisch prüfen

Wenn der Laser das rotierende Bauteil trifft, aber kein Drehzahlwert erscheint, empfiehlt sich folgende Reihenfolge:

● Reflexfolie prüfen: Ist sie vorhanden, sauber, unbeschädigt und sicher befestigt?
● Laserposition prüfen: Trifft der Laser tatsächlich die Umlaufbahn der Reflexmarke?
● Messabstand anpassen: Innerhalb des zulässigen Bereichs den Abstand verändern und die Stabilität beobachten.
● Messwinkel anpassen: Extreme Winkel und starke Spiegelreflexion vermeiden.
● Unerwünschte Reflexionen prüfen: Zusätzliche helle oder reflektierende Stellen identifizieren.
● Umgebungslicht prüfen: Direkte Sonne, flackernde Beleuchtung oder andere starke Lichtquellen vermeiden.
● Drehzahlbereich kontrollieren: Sicherstellen, dass die tatsächliche Drehzahl innerhalb des Messbereichs liegt.
● Gerätezustand prüfen: Batteriestand, Messmodus und grundlegende Funktion kontrollieren.

Bleibt der Messwert aus, kann das Gerät an einem anderen rotierenden Objekt mit bekannter Drehzahl und gut erkennbarer Reflexmarke getestet werden. Funktioniert die Messung dort, liegt die Ursache wahrscheinlich an den optischen oder mechanischen Bedingungen des ursprünglichen Messobjekts.

Wichtige Hinweise zur korrekten Anwendung

Für stabile Messwerte muss der optische Sensor ein eindeutiges und regelmäßig wiederkehrendes Impulssignal erfassen.

Empfehlenswert ist:

● Geeignete Reflexfolie entsprechend den Geräteangaben verwenden.
● Normalerweise nur eine wirksame Reflexmarke pro Umdrehung einsetzen.
● Reflexfolie sicher befestigen.
● Laser auf die Umlaufbahn der Reflexmarke richten.
● Innerhalb des spezifizierten Messabstands arbeiten.
● Das Gerät während der Messung ruhig halten.
● Starkes Fremdlicht und unerwünschte Reflexionen minimieren.
● Den Messwert erst nach Stabilisierung der Anzeige dokumentieren.

Bei freiliegenden schnelllaufenden Wellen, Lüftern, Kupplungen oder Riemenscheiben ist ein ausreichender Sicherheitsabstand einzuhalten. Gerade die berührungslose Messung ermöglicht es, die Drehzahl ohne Kontakt zum bewegten Bauteil zu bestimmen.

FAQ

Warum gibt es trotz deutlich sichtbarer Reflexfolie keinen Messwert?
Messabstand, Winkel, Umgebungslicht, Größe oder Verschmutzung der Reflexmarke sowie der Drehzahlbereich können ungeeignet sein. Zudem muss die Reflexmarke bei jeder Umdrehung den Messpunkt sicher passieren.

Kann die Drehzahl ohne Reflexfolie gemessen werden?
Unter bestimmten Bedingungen ja. Besitzt die Oberfläche von sich aus ein deutliches periodisches Reflexionsmuster, kann der Sensor dieses möglicherweise erkennen. Für reproduzierbare Messungen ist eine Reflexfolie jedoch in der Regel zuverlässiger.

Muss der Laser auf die Mitte der Welle gerichtet sein?
Nein. Entscheidend ist, dass der Laser die Umlaufbahn der Reflexmarke trifft. Befindet sich diese am äußeren Rand einer Scheibe oder Riemenscheibe, muss entsprechend dort gemessen werden.

Warum erscheint der Messwert nur gelegentlich und fällt anschließend wieder auf null?
Dies deutet meist auf ein instabiles Reflexionssignal hin, beispielsweise durch Fehlpositionierung, Vibrationen, eine zu kleine Reflexfläche, einen ungeeigneten Abstand oder störendes Umgebungslicht.

Warum zeigt das Gerät die doppelte tatsächliche Drehzahl an?
Möglicherweise erkennt der Sensor zwei Reflexionspunkte pro Umdrehung. Zwei Reflexmarken oder eine zusätzliche helle Stelle können zwei Impulse pro Umdrehung erzeugen.

Bedeutet ein fehlender Messwert, dass das Gerät defekt ist?
Nein. Optische Bedingungen, Abstand, Winkel, Umgebungslicht und Drehzahlbereich können ebenfalls verhindern, dass ein gültiges Signal erkannt wird.

Fazit

Wenn ein Laser-Drehzahlmesser trotz sichtbarem Laserpunkt keinen Messwert liefert, liegt die Ursache häufig nicht allein an der Ausrichtung. Entscheidend ist, ob der optoelektronische Sensor ein ausreichend klares und stabiles periodisches Reflexionssignal empfängt.

Besonders zu prüfen sind Reflexmarke, Laserposition, Messabstand, Winkel, Oberflächenreflexion, Umgebungslicht, Vibrationen und Drehzahlbereich.

Wer den Unterschied zwischen Laserpositionierung und optischer Signalerfassung berücksichtigt, kann Messfehler schneller eingrenzen und zuverlässigere berührungslose Drehzahlmessungen durchführen.