Ultraschallsensoren

Ultraschallsensor Einsatzbereich

Ein Ultraschallsensor kann Objekte aus nahezu jedem Material erkennen (Holz, Metall, Plastik, Glas, ...). Sowohl matte als auch glänzende Oberflächen und sogar transparente Objekte lassen sich zuverlässig erfassen. Selbst wenn das Medium flüssig oder granular ist, eigenet sich ein Ultraschallsensor hervorragend zur Detektion.
Lediglich schallabsorbierende Objekte aus Schaumstoff oder Textilien sind keine optimalen Medien zur Detektion durch einen Ultraschallsensor.


Zylindrische Ultraschallsensoren


M18 Ultraschallsensor

Zylindrische Ultraschallsensoren

Bis 2200 mm Messbereich

Bis 2200 mm Messbereich

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  • Messend, schaltend oder beides in einem Gerät
  • Edelstahl- oder Kunststoffgehäuse
  • Kabel oder M12 Stecker
  • Teach-in Funktion
  • IP67 Schutzklasse
  • -25°C bis +70°C

M30 Ultraschallsensor

M30 Ultraschallsensor

M30 Ultraschallsensor mit 6 Meter Reichweite

Die Ultraschallsensoren der UTF2 Serie von Micro Detectors bestechen durch eine besonders hohe Reichweite. Die Erfassung von Objekten ist bis 6000 mm möglich. Eine hohe Messgenauigkeit und hohe Toleranz der zu erfassenden Medien (Glas, Flüssigkeiten, trasparente Folien etc.) machen diesen Ultraschallsensor zum flexiblen Allrounder.

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  • Messen, schalten oder beides in einem Gerät
  • Kabel oder M12 Stecker
  • 350 - 6000 mm Tast- bzw. Messbereich
  • 4 - 20 mA oder 0 - 10 V Ausgang
  • PNP oder NPN Ausgangsschaltung
  • M30x1,5 Bauform
  • -20 bis +70 °C Einsatztemperaturbereich
  • IP67 Schutzklasse

M30 Ultraschallsensor mit 3,5 Meter Reichweite

M30 Ultraschallsensor mit 3,5 Meter Reichweite

Ebenfalls ein M30 Ultraschallsensor, allerdings als M30x1 Ausführung. Die UT1 Serie ist der UTF2 Serie sehr ähnlich, setzt aber auf ein kompakteres Gehäuse und bietet eine Reichweite bis 3500 mm.


Kubische Ultraschallsensoren

Bis 6000 mm Messbereich

Bis 6000 mm Messbereich

  • Teach-in Funktion
  • IP65
  • -20°C bis +70°C
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Kubische Ultraschallsensoren

Ultraschallsensor - typische Anwendungen

Füllstandsmessung in einem Dieseltank mit einem Ultraschallsensor

Füllstandsmessung in einem Dieseltank mit einem Ultraschallsensor

Ultarschallsensoren eignen sich hervorragend zur Füllstandsmessung. Füllstände von Tanks z.B. Dieseltank, Fäkalientank oder auch Wassertanks bzw. Zisternen lassen sich ebenso so gut erfassen, wie granulare, feste Materialien. So kommen unsere Ultraschallsensoren auch in Getreidesilos zum Einsatz.

Das Bild zeigt einen Dieseltank, dessen Füllstand mit einem Ultraschallsensor gemessen wird. Bei dieser Anwendung haben wir für unseren Kunden ein komplettes System installiert, welches nicht nur die Füllstände misst, sondern die Daten auch Visualisiert. Der für die Beschaffung des Diesels verantwortliche Mitarbeiter zudem wird automatisch informiert, wenn neuer Kraftstoff nachgekauft werden muss.

Füllstandsmessung
Erkennung von flüssigen und festen Materialien.

Produktion
Detektion transparenter Objekte.

Durchmessererkennung
Ermittlung des Durchmessers einer Rolle.

Ultraschallsensor - Funktionsweise
Was muss ich beim Betrieb von Ultraschallsensoren beachten?

Piezoelektrische Keramikplatte

Ultraschallsensoren verwenden einen Wandler, dessen aktives Element eine piezoelektrische Keramikplatte ist, welche hochfrequente Schallsignale produziert.

Durch Anlegen von Spannung an die Piezoelektrik beginnt die Platte zu vibrieren und erzeugt dadurch Schallimpulse mit hoher Frequenz.
Diese Impulse werden durch den Gegenstand, welcher ein Echo erzeugt, reflektiert. Der Sensor misst die Zeitverzögerung zwischen den ausgesendeten und wiederaufgenommenen Ultraschallimpulsen und berechnet den Abstand zu dem Objekt unter Verwendung der Schallgeschwindigkeit.


Ultraschallsensor - Die Blindzone

Weil der Wandler beim Aussenden eines Impulses nachschwingt, können die Echos nicht sofort wieder aufgenommen werden. Durch diese Verzögerung entsteht eine Blindzone, in diesem Bereich kann das Ziel nicht zuverlässig detektiert werden.

Ultraschallsensor - Die Blindzone

Winkelabhängigkeit von Ultraschallsensoren

Ultraschallsensor Messwinkel 1

Ultraschallsensoren erfordern, dass der Winkel zwischen dem einfallenden Ultraschallstrahl und dem zu erfassenden Objekt etwa 90° beträgt. Die Toleranz des Winkels lässt sich errechnen, indem man den Abstrahlwinkel durch zwei teilt.

Wenn die Neigung des Objekts größer als ± α/2 (wobei α = Abstrahlwinkel Ultraschallstrahl) ist, wird der reflektierte Strahl nicht mehr am Sensor ankommen, was einen Signalverlust zur Folge hat.

Ultraschallsensor Messwinkel 2

Ultraschallsensoren und die Anforderung an den Nahbereich

Ultraschallsensoren und die Anforderung an den Nahbereich

Ein Ultraschallsensor, der in der Nähe einer glatten Oberfläche befestigt wird, erfordert weniger freie Fläche als ein Sensor, welcher in der Nähe einer unebenen Oberfläche angebracht wird.


Mit Ultraschallsensoren auf heiße Objektie messen

Mit Ultraschallsensoren auf heiße Objektie messen

Optimale Bedingungen
Das Objekt ist kälter als die Umgebungstemperatur.

Akzeptable Bedingungen
Das Objekt ist wärmer als die Umgebungstemperatur, aber der heiße Luftstrom des Objektes hat keinen Einfluss auf die Ultraschallkeule.

Schlechte Bedingungen
Das Objekt ist wärmer als die Umgebungstemperatur, aber der heiße Luftstrom des Objektes hat wie bei der Anordnung im Bild keinen Einfluss auf die Ultraschallkeule. Signalverluste sind möglich und das Ausgangssignal ist nicht konstant.