Ultraschallsensoren von elobau

Präzise. Flexibel. Zuverlässig.

Präzise Messungen sind in vielen Bereichen unerlässlich, beispielsweise in der Technik und in der Medizin. Mit Hilfe von Ultraschall und entsprechenden Sensoren lassen sich Ergebnisse erzielen, die andere Methoden nicht hergeben. Dabei ist die Ultraschalltechnologie nicht nur effektiv, sondern auch denkbar unkompliziert.

ultraschallsensoren
EINSATZGEBIETE & PRODUKTPALETTE

Unterschiedliche Ultraschallsensoren

Passende Lösungen für jede Anwendung

Ein Sensor sendet Schallwellen des hochfrequenten Ultraschallbereichs aus, die vom Zielobjekt reflektiert und anschließend vom Sensor wieder empfangen werden. An Hand der Laufzeit für diesen Vorgang kann dann die Entfernung berechnet werden. Auf diese Weise können sowohl Abstände gemessen als auch die Position von beliebigen Objekten erfasst werden. Dadurch wird das Allroundtalent Ultraschallsensor zum idealen Instrument für zahlreiche Mess- und Kontrollaufgaben in der Industrie und anderen Branchen.

Die Sensoren von elobau gibt es in drei unterschiedlichen zylindrischen Bauformen, so dass sie sich einfach in jede Maschine integrieren lassen. Darüber hinaus sind sie flexibel in den Betriebsarten. In Verbindung mit diversen digitalen oder analogen Ausgängen liefern sie passende Lösungen für fast jede Anwendung.

Auch enge Einbauumgebungen sind kein Problem, denn durch eine zuverlässige Synchronisation und Multiplexing wird ein Crosstalk unter den Sensoren vermieden und eine störungsfreie Funktion gewährleistet. Das breite Anwendungsspektrum der elobau Ultraschallsensoren erfährt durch die Erfüllung der ATEX Richtlinien für explosionsgefährdete Bereiche eine zusätzliche Erweiterung.

Last but not least – elobau Ultraschallsensoren sind im Gegensatz zu Produkten anderer Unternehmen mit Keramik beschichtet. Diese Beschichtung sorgt für ein nochmals verbessertes Übertragungsverhalten der Sensoren beim Senden und Empfangen der Signale.

Richtlinien

Atex

Sicher ist sicher

Auch enge Einbauumgebungen sind kein Problem, denn durch eine zuverlässige Synchronisation und Multiplexing wird ein Crosstalk unter den Sensoren vermieden und eine störungsfreie Funktion gewährleistet. Das breite Anwendungsspektrum der elobau Ultraschallsensoren erfährt durch die Erfüllung der ATEX Richtlinien für explosionsgefährdete Bereiche eine zusätzliche Erweiterung.

Funktionsweise

Was ist ein Ultraschallsensor und wie funktioniert er?

Ein Ultraschallsensor ist in den meisten Fällen Sender und Empfänger zugleich. Das Prinzip der Messung ist simpel: Der Sensor schickt in zyklischen Intervallen kurze, hochfrequente Schallimpulse in Richtung des Zielobjekts, die sich mit Schallgeschwindigkeit durch die Luft fortpflanzen. Wenn sie dort auftreffen, werden sie reflektiert und gelangen als Echo zurück zum Sensor. Aus der Zeitspanne zwischen Sendung und Empfang berechnet die integrierte Elektronik anschließend den Abstand.

Ein Vorteil dabei ist, dass die Sensoren über eine hervorragende Hintergrundausblendung verfügen, da die Distanz zum Objekt mit einer Schall-Laufzeitmessung statt mit einer Intensitätsmessung berechnet wird.

Ultraschallsensoren sind bei der Abstandsmessung in der Lage, Objekte aus so unterschiedlichen Materialien wie Metall, Kunststoff oder Holz zu erfassen. Die Farbe des Objekts spielt dabei keine Rolle. Auch glasklare Oberflächen oder dünne Drähte und Folien machen keine Probleme. Staubige Umgebungsluft, Farbnebel oder dünne Ablagerungen auf dem Sensor führen bei den elobau-Produkten ebenfalls nicht zu fehlerhaften Messergebnissen.

Arten

Welche Arten von Ultraschallsensoren gibt es?

Ultraschallsensoren gibt es für verschiedene Betriebsarten, und zwar als Reflexionstaster, als Reflexionsschranke und als Einwegschranke.

    Reflexionstaster

    Der Einsatz als Reflexionstaster ist die häufigste Betriebsart bei Ultraschallsensoren. Sender und Empfänger der Ultraschallwellen sitzen zusammen mit der Elektronik für die Auswertung in einem einzigen Gehäuse. Diese Modelle benötigen für die Messung eine Reflexion, die vom Zielobjekt zurück an den Sensor gesendet wird. Tritt ein Objekt in den Schaltbereich des Sensors ein, löst das von dem Gegenstand ausgelöste Echo den Schaltvorgang aus.

    Reflexionsschranke

    In der Betriebsart als Reflexionsschranke dient der Ultraschallsensor ebenfalls als Sender und Empfänger. Allerdings wird das Ultraschall-Signal im Gegensatz zum Taster permanent von einem fest installierten Referenzreflektor zurückgeworfen. Dieser Reflektor kann eine entsprechend ausgerichtete Metall- oder Kunststoffplatte sein. Auch andere in der Umgebung vorhandene Hintergründe wie Wände, Fußböden oder Förderbänder kommen als Reflektor in Frage.

    Befindet sich kein Gegenstand zwischen Sensor und Reflektor, empfängt der Ultraschallsensor permanent das gleiche Echo, ohne eine Reaktion auszulösen. Wird jetzt ein zu erkennendes Objekt zwischen Sensor und Reflektor geführt, gibt es grundsätzlich drei unterschiedliche Möglichkeiten, die einen Schaltvorgang veranlassen.

    Vor dem Referenzreflektor befindet sich ein kleines Objekt, das vom Sensor erfasst wird. Zudem empfängt der Sensor ein Echo vom Reflektor.

    Ein großes Objekt schiebt sich vor den Reflektor und verdeckt diesen vollständig. Also empfängt der Sensor lediglich ein Echosignal von dem großen Gegenstand, jedoch nicht vom Reflektor.

    Vor dem Reflektor befindet sich ein großes Objekt, das diesen verdeckt, vom Sensor jedoch nicht erfasst wird, weil es zum Beispiel schräg steht. In diesem Fall empfängt der Ultraschallsensor weder vom Gegenstand noch vom Reflektor ein Signal.

    Alle drei geschilderten Situationen lösen am Ausgang des Sensors einen vorher definierten Schaltvorgang aus. Eine Reflexionsschranke dieser Art ist vor allem gut geeignet, um schallschluckende Gegenstände zu erkennen. Andererseits kann sie auch zum Einsatz kommen, um Gegenstände mit nicht zuverlässig zu erkennbaren Oberflächen von anderen Objekten zu unterscheiden, etwa wenn die Fläche schräg zum Signalweg steht.

    Einwegschranke

    Im Gegensatz zu den beiden genannten Betriebsarten werden bei der Einwegschranke zwei Ultraschallsensoren benötigt. Einer davon dient als Sender, der andere als Empfänger, bei dem auch die Elektronik zur Auswertung untergebracht ist. Beide Sensoren sind in separaten Gehäusen untergebracht. Die Montage erfolgt gegenüberliegend auf einer Achse. Bringt man nun ein Objekt zwischen die Sensoren und unterbricht die Schallkeule, löst der Ausgang des Empfängersensors einen Schaltvorgang aus.

    In der Regel lässt sich die Empfindlichkeit des Empfängers individuell einstellen, um eine Montage in unterschiedlichen Abständen zwischen Sender und Empfänger zu ermöglichen oder unterschiedlich große Objekte erkennbar zu machen.

    Diese Betriebsart hat einige Vorteile. Erstens ist sie besonders unempfindlich gegen Einflüsse und Störungen von außen. Zweitens lässt sich die Reichweite der Sensoren verdoppeln. Die zuverlässige Registrierung von Gegenständen ist auch bei deutlich größeren Abständen zwischen den Sensoren kein Problem. Drittens ergibt sich eine höhere Schaltfrequenz bzw. ein schnelleres Ansprechverhalten, da ein ständiges Umschalten zwischen Senden und Empfangen entfällt.