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Ultraschallprinzip

Ultraschallsensoren haben in der Automatisierungstechnik neue Maßstäbe gesetzt

Die Funktionsweise:

Der Ultraschallsensor strahlt zyklisch einen kurzen, hochfrequenten Schallimpuls aus. Dieser pflanzt sich mit Schallgeschwindigkeit in der Luft fort.

Trifft er auf ein Objekt, wird er dort reflektiert und gelangt als Echo zurück zum Ultraschallsensor. Aus der Zeitspanne zwischen dem Aussenden des Schallimpulses und dem Empfang des Echosignals berechnet der Ultraschallsensor intern die Entfernung zum Objekt.

Ultraschall-Messprinzip

Da die Entfernung zum Objekt über eine Schall-Laufzeitmessung und nicht über eine Intensitätsmessung bestimmt wird, haben Ultraschallsensoren eine ausgezeichnete Hintergrundausblendung.

Nahezu alle Materialien, die den Schall reflektieren, werden detektiert - unabhängig von ihrer Farbe. Selbst glasklare Materialien oder dünne Folien stellen für Ultraschallsensoren kein Problem dar.

microsonic-Sensoren erlauben Entfernungsmessungen von 20 mm bis 10 m und können dank der Laufzeitmessung den Messwert mit millimetergenauer Auflösung erfassen. Einige Sensoren lösen das  Abstandssignal sogar mit 0,025 mm auf.

Die Ultraschallsensoren messen in staubiger Luft genauso wie durch Farbnebel hindurch. Auch dünne Ablagerungen auf der Sensormembran beeinträchtigen die Sensorfunktion nicht. Sensoren mit einer Blindzone von nur 20 mm und mit einer extrem schlanken Schallkeule erschließen heute gänzlich neue Anwendungen: Füllstandsmessungen in Wells von Mikrotiterplatten und Reagenzgläsern sowie das Abtasten von kleinen Flaschen in der Verpackungsindustrie lassen sich problemlos realisieren. Sogar dünne Drähte werden sicher erkannt.

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    Auswahl an Ultraschallsensoren 20 mm - 8 m Messbereich
    Wer reflektiert, wird detektiert. Flüssigkeit, Feststoffe, Schüttgut, Folien oder Weiteres. Finden Sie Ihren Ultraschallsensor nach Anwendung, Gehäuseform, Ausgangsstufe und Messbereich.
    Finden Sie Ihren Ultraschallsensor
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    mic+ Ultraschallsensoren 30 mm - 8 m Tastweite.
    Die mic+ Ultraschallsensoren erfassen Objekte und Abstände in einem Messbereich von 30 mm bis 8 m. Der Sensor in der M30 Gewindehülse ist mit einem Digital-Display zur direkten Messwertausgabe ausgestattet. Die Sensoren stehen mit Schalt- oder Analogausgang sowie IO-Link Schnittstelle zur Verfügung.
    mic+ Ultraschallsensor

Klares Wasser oder schwarzer Kaffee

Der Ultraschallsensor nimmt es mit fast jeder Flüssigkeit auf.

 

Rubinrot, Stahlblau, Zitronengelb, ...

Was ist Ihre Lieblingsfarbe? Der Ultraschallsensor mag sie alle.

 

Weiße Objekte auf weißem Hintergrund, Schwarzes auf Schwarz

Kein Problem für die Ultraschall Sensoren.

 

Glasplatten und hauchdünne Folien

Der Ultraschallsensor erkennt sie sicher.

 

Samt und Leder

Nahezu alle Bekleidungsstoffe werden detektiert.

 

Grobkörniges, Späne oder feiner Sand

In der Füllstandsmessung ist der Ultraschallsensor nicht zu schlagen.

 

Bahnkantenregelung

Die Ultraschall-Bahnkantensensoren bks und bks+ haben die Aufgabe, die Kante von bahnförmigen Materialien, die von einer Rolle abgewickelt werden und durch die verarbeitende Maschine geführt werden, zu erfassen. Die Lage der Kante wird benötigt, um den Bahnlauf nachzuregeln, so dass die Materialbahn immer sauber "in der Spur bleibt".

Die Ultraschall-Bahnkantensensoren sind als Gabelsensor aufgebaut und arbeiten als Einwegschranke. Im unteren Schenkel der Gabel sitzt ein Sender, der kontinuierlich Ultraschall abstrahlt. In dem oberen Schenkel befindet sich ein Empfangswandler, der das abgestrahlte Schallsignal empfängt und seine Intensität auswertet. Ein Bahnmaterial, welches in die Gabel des Bahnkantensensors eingeführt wird, deckt die Schallstrecke zwischen Sender und Empfänger weniger oder mehr ab. In Abhängigkeit des Abdeckungsgrades variiert die Intensität des Empfangssignals. Diese Änderung wird als Analogsignal 4-20 mA oder 4–20 mA für die Bahnlaufregelung ausgegeben.

Etikettenerkennung

Der Etikettensensor esf-1 tastet hochtransparente, reflektierende Materialien, sowie metallisierte Etiketten und Etiketten beliebiger Farbe sicher ab. In Abhängigkeit von der erforderlichen Schallleistung stellt sich die Messzykluszeit automatisch ein.

Doppelbogenkontrolle

erkennt zwei oder mehr übereinander liegende Bogen oder Blätter. Die Produktfamilie dbk+4 ist bestens geeignet für den Einsatz an Papier verarbeitenden Maschinen wie Bogendruckmaschinen, Druckern, Kopierern oder Zusammentragmaschinen. Bei dickeren Materialien, Kunststoffplatten und groben Wellpappen kommt die dbk+5 Doppelbogenkontrolle zum Einsatz.

Füllstandsmessung

Die klassische Anwendung für den Ultraschallsensor ist die Füllstandsmessung von Flüssigkeiten oder Schüttgütern in einem Behältnis. Die Sensoren erfassen kontaktlos Füllstände von wenigen Millimetern bis zu 8 Metern. Es stehen Ultraschallsensoren mit ein oder zwei Schaltausgängen für eine Min-/Max-Regelung oder mit Analogausgang 0 – 10 V und 4 – 20 mA für die kontinuierliche Füllstandsüberwachung zur Auswahl.

Mit dem pico+TF Ultraschallsensor (M22 Gehäuse), crm+ Ultraschallsensor (M30 Gehäuse) oder dem hps+ Ultraschallsensor (Prozessanschluss G1 oder G2) sind auch chemisch-resistente Versionen für die Füllstandsmessung verfügbar.

Füllstandsmessung in 6 bar Überdruck

sind mit den hps+Sensoren möglich. Die Sensoren sind zudem chemisch resistent und als Version mit zwei pnp-Schaltausgängen oder Analog- und Schaltausgang erhältlich.

Qualitätskontrolle

an einer Verpackungsmaschine. Für die Erkennung von Objekten bei schnellen Prozessen steht eine breite Palette an Ultraschallsensoren zur Auswahl: die zws-Ultraschallsensoren im quaderförmigen Gehäuse, die sks-Sensoren in Miniaturbauform, die pico+Ultraschallsensoren in der M18-Gewindehülse mit optionalem Winkelkopf und IO-Link-Schnittstelle, der pms Ultraschallsensor im Hygienic Design, sowie die lpc+ Sensorfamilie mit 2 Ausgangsstufen und 4 Tastweiten.

Umlenkfläche für Ultraschallsensoren

Der Schall kann über eine schallharte und glatte Reflexionsfläche umgelenkt werden. Hierfür stehen als Zubehör 90°-Umlenkflächen für M30 und M18-Ultraschallsensoren zur Verfügung. Gerade bei beengten Einbauverhältnissen im Maschinenbau können die Umlenkflächen vorteilhaft genutzt werden.

Überwachung von Ladungsträgern

Immer dann, wenn das abzutastende Objekt den Schall absorbiert oder durch seine Formgebung oder Lage im Ladungsträger den Schall wegspiegelt, sollte eine Lösung mit einer Zweiweg- oder Reflexionsschranke eingesetzt werden. Hier wird ein zusätzlicher Reflektor hinter dem eigentlich abzutastenden Objekt angebracht. Der Ultraschallsensor mit Schaltausgang und Fensterbetrieb gibt ein Signal, sobald das Objekt den Reflektor abdeckt. Hierzu bietet sich der lpc+ im M18 Gewindehäuse optimal an.

Volumenstrom

Ultraschallsensoren, wie der pms im Hygienic Design, messen bei der Abfüllung von Produkten kontininuierlich deren Füllhöhe auf Transportbändern. Misst der Sensor eine zu niedrige Füllhöhe, wird die Fördermenge erhöht. Misst der Sensor im umgekehrten Fall eine zu hohe Füllhöhe, reduziert die Steuerung den Volumenstrom für einen gleichmäßigen Abfüllungsprozess.
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