Signaltechnik für zweifelsfreie Sicherheit

Damit ein Alarm die richtige Reaktion auslöst, müssen Mensch und Technik eng aufeinander abgestimmt werden. Eine optische Signalisierung alarmiert nicht nur in Gefahrensituationen, sondern sorgt mit unterschiedlichen Farbmustern für reibungslos ablaufende Prozesse.

Die Farbe weist den Weg! Wie im Straßenverkehr bedeutet grün in Ordnung, gelb steht für Vorsicht und verlangt eventuell einen weiteren Eingriff und rot warnt bzw. informiert über einen kritischen Zustand. Der Anwender erkennt auf einen Blick, wenn Zustände in Fertigungsmaschinen nicht einwandfrei ablaufen, aber auch wenn Tore, Kammern, Fahrzeuge oder Gabelstapler, nicht so funktionieren, wie sie sollen. Ein anderes Einsatzgebiet findet sich in der Alarmierung, etwa bei einer Gasleckage in einer Ölraffinerie oder in einem Tanklager. Hier geht es um die unmittelbare Gefährdung von Menschenleben. Eine optische Alarmierung hat den Vorteil, dass der Alarm sehr gezielt und vielfach (z.B. im Straßenverkehr oder industrieller Maschinenpark) parallel wahrgenommen werden kann.

Optische Signale, seien sie nun von LED, Glüh-, Halogen- oder Gasentladungslampen (Xenon) erzeugt, kommen in der gesamten Industrie zum Einsatz. Allerdings sollten diese auf ihr Einsatzgebiet genau abgestimmt werden. Die Herausforderung: Signale müssen bei Tag und Nacht wahrgenommen werden, ohne zu einer Blendung oder Überforderung zu führen.

Um die für die Anwendung richtige Signalisierung zu ermitteln, wird die effektive Lichtstärke Candela cd herangezogen. Diese basiert auf dem ausgesandten Lichtstrom (Lumen lm) in einem definierten Raumwinkel. Entscheidend: Für die Angaben in der Signaltechnik ist nur der Anteil des Lichtstroms zu berücksichtigen, der in eine bestimmte Richtung abgestrahlt wird. Dieser wird durch den Lichtstrom der Lampe und dem Raumwinkel ermittelt. Bei einer Haushaltskerze gilt zum Beispiel: Der Lichtstrom von 12,566 Lumen geteilt durch 4? sr ergibt die Lichtstärke von 1cd.

Keinen direkten Bezug auf die Signalreichweite hat dagegen die weitverbreitete Strahlungsenergie (Joule), welche aufgrund fehlender Abstrahlcharakteristik und Aufbau der Lichtquelle nur eine zureichende Information auf die Signalisierungsreichweite bietet.

Zwar gibt es verschiedene Berechnungsmethoden für die Signalreichweite, zumeist kommt jedoch der Ansatz von Blondel-Rey zum Einsatz. Dieser beschreibt die Berechnung der effektiven Lichtstärke (Ieff), welche als Grundlage für die Kalkulation von Signalisierungsreichweiten genutzt wird.

Bei der visuellen Alarmierung werden häufig blitzförmige Signale ausgesandt, da ein bewegtes Licht stärker wahrgenommen wird als ein statisches. Um genauer zu untersuchen, welches Signal und welches Blinkmuster am besten wirkt, arbeitete R. STAHL mit der Hochschule Ilmenau zusammen. In Studien zum Thema der Signalwahrnehmung wurden dabei verschiedene Szenarien an Blink-/Blitzmustern untersucht, um bestmögliche Signalisierungen/Wahrnehmungen zu erzeugen, welche über die theoretischen Berechnungen der Signalreichweiten hinausgehen.

Zusätzlich kann mit unterschiedlichen Farben gearbeitet werden. So signalisiert rot die höchste Warnstufe, die sofortiges Handeln erfordert. Orange oder gelb zeigen an, dass ein kritischer Zustand bevorsteht. Während grün den Normalzustand beschreibt, kann blau dafür genutzt werden, eine weitere Handlung auszuführen. Weiß zeigt meist einen Überwachungszustand.

Die verwendeten Lichttechnologien zur Signalisierung haben sich im Laufe der Jahre stetig weiterentwickelt. Von Kerze, Glüh- und Halogenlampe hin zu den mittlerweile weit verbreiteten Gasentladungslampen mit Edelgas (zumeist Xenon) und modernsten LEDs, welche ihren Siegeszug von der primären Statusinformation (Dauerleuchte) hin zu den Warn -und Alarmierungsmeldungen angetreten haben. Die Bedeutung von LEDs innerhalb der Signalgeräte wächst in vielen Industriebereichen. Gründe sind ihre erhöhte Lebenszeit, die robusten Eigenschaften, eine gleichmäßigere Lichtausstrahlung sowie variable Helligkeit und Farbwiedergabe. Die hohen Peak-cd-Werte der Xenon-Blitzgeräte können zwar nicht erreicht werden. Dafür ist eine längere und flexible Gestaltung der Signalmuster möglich, welche R. STAHL in Zusammenarbeit mit Instituten und Partnern untersucht hat.

Größter Vorteil ist jedoch, dass die unempfindlichen LED-Leuchten hochflexibel sind. So steht beispielsweise bei der im vergangenen Jahr auf den Markt gebracht LED-Leuchte YODALEX/2 von R. STAHL eine umfangreiche Auswahl vorkonfigurierter visueller Signalmuster, wie Dauerlicht, Blinklicht, Blitzlicht oder Drehlicht, sowie sieben Linsenfarben, vier Leistungsstufen und vier verschiedene Lichtmodi zur Auswahl. Durch diese Varianz können Betreiber die Leuchte quasi im Handumdrehen an ihren Einsatzort anpassen. Nicht zu vernachlässigen ist auch der Energiespareffekt.