Wie leicht es ist, einen kapazitiven Näherungsschalter sicher zu machen!

Funktionale Sicherheit

Man kann sich verschiedene Ursachen vorstellen, die dazu führen, dass das Ausgangssignal des kapazitiven Sicherheitssensors nicht die tatsächlichen Verhältnisse widerspiegelt, dass also der Sensor nicht funktioniert. Deshalb ist es nötig, die tatsächliche Funktion ständig zu testen. Bei kapazitiven Sensoren ist das extrem einfach. Fragen Sie bitte nicht, warum bisher niemand darauf gekommen ist.

Eine kleinflächige Testelektrode, die isoliert am Sensor angebracht wird, spielt kapazitiv keine Rolle, so lange sie nicht irgendwo angeschlossen ist. Schaltet man die Testelektrode aber auf ein festes Potential, z.B. Masse, reduziert ihre dann spürbare Kapazität die Spannung am Sensor. Größe und Anordnung der Testelektrode werden so gewählt, dass die gewünschte Empfindlichkeit garantiert wird. Es handelt sich um eine Dynamisierung des Messvorgangs am frühest denkbaren Punkt. Die eigentliche Funktion des Sensors wird ständig getestet. Das erlaubt – den bei kapazitiven Sensoren bisher nicht erreichten – Sicherheitslevel PL d nach DIN EN ISO 13849. Bei entsprechender Auslegung der Auswerteelektronik erscheint auch PLe möglich.

Die Abbildung im Abschnitt Empfindlichkeit zeigt die Anordnung der Testelektrode symbolisch. Das Signal an der Abschirmelektrode, die Trägerfrequenz, ist in der folgenden Abbildung gelb dargestellt, während das Signal des Testgenerators blau gezeigt wird.

 

6 Oszillogramm

Eine derartige ständige Überwachung ist bei allen anderen Techniken wesentlich schwieriger zu realisieren.

 

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