Magnetsensoren

Was ist ein Magnetschalter?

Magnetische Positionssensoren detektieren Magnete und ferromagnetische Objekte und werden zur Anwesenheitskontrolle von Magneten und Objekten mit magnetisierenden Materialien eingesetzt. Dabei haben sie eine höhere Reichweite und eine kleinere Bauform als induktive Sensoren. Der Einbau von magnetischen Näherungsschaltern in alle nicht magnetisierbaren Materialien ist möglich, ohne dass der Schaltabstand beeinträchtigt wird. Beim Einbau in magnetisierbare Materialien verringert sich der Schaltabstand, abhängig vom umliegenden Material. Magnetsensoren sind universell und vielfältig einsetzbar und eignen sich auch für die schnelle Erfassung vieler Objekte in kurzer Zeit, beispielsweise auf Förderbändern.

Magnetschalter Funktionsprinzip

Magnetsensoren arbeiten mit dem Funktionsprinzip des Riesenmagnetowiderstands (GMR/ Giant magnetoresistance). Das magnetoresistive Element setzt sich aus abwechselnd dünnen magnetischen und nichtmagnetischen Schichten zusammen. Die Anordnung der Schichten hat einen hohen elektrischen Widerstand, weil die magnetischen Schichten entgegengesetzt magnetisiert sind. Nähert sich ein dem Sensor ein Magnet , richten sich die Atome der Schichten entsprechend den Magnetfeldlinien des Magneten aus. Die gleiche Orientierung der Atome bewirkt, dass der elektrische Widerstand sinkt und ein Strom fließt. Der Sensor gibt ein Schaltsignal aus. Magnetsensoren erfassen auch sehr schwache Magnetfelder, dabei spiel es keine Rolle, ob es sich um den Nord- oder Südpol eines Magneten handelt (omnipolar).

Welche Materialien werden erfasst?

Magnetsensoren detektieren alle magnetisierbaren Materialien. Nicht-magnetisierbare Materialien werden nicht erfasst, deshalb können Magnetsensoren auch zur Detektion von Objekten durch beispielsweise Aluminium, Edelstahl, Buntmetall und Glas hindurch eingesetzt werden.

Einsatzgebiete von Magnetschaltern

Magnetsensoren erfassen zum Beispiel in Tor-Systemen ausschließlich den zu detektierenden Magneten. Alle möglichen Einflüsse von Aluminium in der Umgebung beeinflussen oder reduzieren den Schaltabstand nicht. In der Lebensmittelindustrie wird der Magnetsensor häufig im Zusammenhang mit Molchen (Reinigungsgeräte, welche Rohrleitungen innen durchfahren) verwendet. Mit Hilfe der Sensoren lässt sich deren Position von außen durch das Edelstahlrohr hindurch exakt erfassen. Außerdem können Magnetsensoren in Kombination mit einem Schwimmer mit Magneten zur Füllstandüberwachung eingesetzt werden. Bei Förderbändern und Staustrecken detektieren magnetische Näherungsschalter schnell und sicher Objekte in kleinen Abständen. An Zylindern werden Zylindersensoren als Magnetendschalter eingesetzt, die ebenfalls mit dem GMR-Prinzip arbeiten.

Vorteile von magnetischen Näherungsschaltern

Magnetsensoren detektieren Magnetfelder durch verschiedenste Materialien wie beispielsweise Kunststoff, Holz und sogar nicht-magnetisierbare Metalle wie Buntmetall, Aluminium und Edelstahl hindurch. Sie besitzen eine kleine Bauform, hohe Schaltabstände und Schaltfrequenzen. Magnetsensoren erreichen Gegensatz zu induktiven Sensoren sehr große Schaltabstände von mehreren Zentimetern. Magnetsensoren sind besonders robust und weisen eine lange Einsatzzeit auf. Sie besitzen keinerlei bewegliche Teile und arbeiten verschleißfrei, berührungslos und omnipolar (erkennen Nord- und Südpol gleichermaßen). Magnetsensoren sind unempfindlich gegen Schmutz und bieten Sicherheit auch bei schnellen Prozessen mit Schallfrequenzen bis zu 200 kHz.