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Ultraschall-Taster
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Ultraschalltaster aus Edelstahl in Kurzbauform.

M18
40 ... 300 mm
Programmierbar
 
101,96 *
96,35

Online -5,50%

M18
60 ... 800 mm
Programmierbar
 
108,95 *
102,96

Online -5,50%

M18
80 ... 1200 mm
Programmierbar
 
117,02 *
110,58

Online -5,50%

Ultraschallsensoren
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Ultraschallsensoren aus Edelstahl, Mit Schalt- sowie Analogausgang und IO-Link.

M18
50 ... 400 mm
Programmierbar
 
119,73 *
113,14

Online -5,50%

M18
100 ... 900 mm
Programmierbar
 
135,42 *
127,97

Online -5,50%

M18
150 ... 1600 mm
Programmierbar
 
152,34 *
143,96

Online -5,50%

M18
200 ... 2200 mm
Programmierbar
 
169,37 *
160,05

Online -5,50%

M30
250 ... 3500 mm
Programmierbar
 
174,86 *
165,24

Online -5,50%

M30
350 ... 6000 mm
Programmierbar
 
215,76 *
203,89

Online -5,50%

M30
250 ... 8000 mm
Programmierbar
 
280,09 *
264,69

Online -5,50%

Ultraschallsensoren

Was ist ein Ultraschallsensor? Wie funktionieren Ultraschallsensoren und für welche Applikationen werden sie eingesetzt? Was muss beim Einsatz von Ultraschallsensoren beachtet werden? Hier erfahren sie (fast) alles über Ultraschallsensoren.

Was ist ein Ultraschallsensor?

Ultraschallsensoren detektieren Objekte und Flüssigkeiten mithilfe von Ultraschallwellen und errechnen den Abstand zum Objekt nach dem Prinzip der Laufzeitmessung. Sie werden eingesetzt, wenn große Erfassungsbereiche benötigt werden. Dort wo optische Sensoren an Ihre Grenzen stoßen, ist das Ultraschall-Sensorprinzip der Problemlöser. Transparente, stark reflektierende und kontrastreiche Objekte erfassen die Sensoren mit dem Ultraschall-Prinzip zuverlässig. Ultraschallsensoren von autosen gibt es als Ultraschallsensoren und Ultraschalltaster. Der Unterschied besteht in den Ausgängen und der IO-Link-Fähigkeit.
 
 
Ultraschallsensoren
Ultraschalltaster
Ausgänge
Analogausgang, Schaltausgang Schließer / Öffner programmierbar
Schaltausgang Schließer / Öffner programmierbar
IO-Link
Ja
Nein
 

Anwendungen für Ultraschallsensoren

Ultraschallsensoren werden beispielsweise angewendet bei der Arbeit mit:
  • Glas
  • (Transparenten) Flüssigkeiten
  • Folien
  • Abrisskontrolle
  • Qualitätskontrolle
  • Leerbehälterkontrolle
  • Füllstandsmessung
  • Positionskontrolle
  • Füllgrad in Teilezuführung
  • Anwesenheitsdetektion
  • Überwachung von Ladungsträgern
  • Und allgemein auch bei Objekten in festem, flüssigem, körnigem oder pulverförmigem Zustand, die transparent, semitransparent oder optisch schwer erfassbar sind

 

 
Doppelbogenkontrolle mit Ultraschallsensoren

Doppelbogenkontrolle

Füllstandsmessung mit Ultraschallsensoren

Füllstandsmessung

Qualitätskontrolle mit Ultraschallsensoren

Qualitätskontrolle

Umlenkfläche für Ultraschallsensoren

Umlenkfläche

Überwachung von Ladungsträgern mit Ultraschallsensoren

Überwachung von Ladungsträgern

Volumenstrommessung mit Ultraschallsensoren

Volumenstrom

 

Ultraschallsensoren für Füllstandsmessung

Die Füllstandsmessung mit Ultraschallsensoren gehört zu den kontinuierlichen Messmethoden. Der Sensor wird oben im Behälter montiert und sendet Ultraschallimpulse aus, der von der Oberfläche des Mediums reflektiert werden. Aus der Laufzeit vom Aussenden des Impulses bis zum Aufnehmen des Echos berechnet das Gerät die Entfernung zur Oberfläche, und damit die Füllhöhe.

Füllstandsmessung mit Ultraschallsensor
Ultraschall-Füllstandssensoren messen berührungslos Füllstände bis zu 8m bei:

  • Flüssigkeiten
  • Pastösen Medien
  • Pulver
  • Schüttgütern
 

Ultraschallsensoren Funktionsweise

Ultraschallsensoren erkennen Objekte und Füllstände berührungslos, indem sie mit einer schwingenden Keramik einen kurzen, hochfrequenten Ultraschallimpuls erzeugen und zyklisch ausstrahlen. Der Impuls setzt sich mit Schallgeschwindigkeit in der Luft fort. Trifft der Schallimpuls auf ein Objekt, wird er von diesem reflektiert und das Echo wird vom Sensor aufgenommen. Die Entfernung zwischen Sensor und Objekt wird nach dem Prinzip der Laufzeitmessung aus der Zeitspanne zwischen Aussenden des Signals und Empfang des Echos vom Sensor errechnet. Durch die Entfernungsmessung mit der Laufzeitmessung statt mit Intensitätsmessung verfügen Ultraschallsensoren über eine sehr gute Hintergrundausblendung.

Ultraschallsensoren können mit diesem Messprinzip Objekte aus fast allen Materialien, die Schall reflektieren, und mit allen Beschaffenheiten, wie Glas, Holz, Metall, Kunststoff, Flüssigkeiten und sogar dünne Folien erfassen. Schwierige Arbeitsumgebungen, wie beispielsweise Staub, Dampf, Schmutz oder Farbnebel, beeinflussen Ultraschallsensoren nicht.
Entfernungsmessung mit Ultraschallsensor
1. Schallimpuls senden, 2. Reflexion, 3. Echo empfangen
L = Abstand, wobei T die Zeit zwischen Senden und Empfangen und C die Schallgeschwindigkeit ist.
 

Ultraschallsensoren: Vor- und Nachteile

Vorteile
Nachteile
Erkennung fast aller Objekte unabhängig von schwierigen Umweltbedingungen, Objektglanz, Farbe und Transparenz des Materials
Nicht für schalldämpfende Materialien geeignet (z. B. Watte)
Unempfindlich gegen Staub, Feuchtigkeit und Fremdlicht
nicht an schrägen Flächen einsetzbar
Minimale Störreflektionen durch schmale Schallkeulen
-
Hohe Reichweite bis zu 8 m
-
Selbstreinigung durch die ausgesendeten Ultraschallimpulse
-
Hohe Auflösung im Millimeterbereich
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Schnelle Ansprechzeit
-
Temperaturkompensation
-
Hohe Prozesssicherheit
-
Schnelle und einfache Installation und Inbetriebnahme
-
Sehr gute Hintergrundausblendung
-
zuverlässige Anwesenheitserkennung auch bei komplexen Objektformen (Gitter, Federn usw.)
-
 

Ultraschallsensoren in der Anwendung: Was muss beachtet werden?

Wenn Sie den richtigen Ultraschallsensor für Ihre Applikation ausgewählt haben, muss er für eine optimale Funktionsweise richtig in Ihrer Anwendung eingebaut werden. Was dabei beachtet werden muss, erfahren Sie kurz und übersichtlich in diesem Abschnitt.
 

Einbau von Ultraschallsensoren

Ultraschallsensoren können in jeder Lage eingebaut werden, sofern folgende Bedingungen erfüllt sind:
  • Ablagerungen auf der schallaktiven Fläche werden vermieden
  • Beim Einsatz mehrerer Ultraschallsensoren müssen die Mindestabstände eingehalten werden (siehe Betriebsanleitung), um eine gegenseitige Beeinflussung und Fehlschaltungen zu verhindern

Umlenkungen mit Schall-Umlenkwinkeln

Mithilfe von Schall-Umlenkwinkeln ist das Umlenken der Schallkeule des Sensors möglich. Mehrfaches Umlenken verringert allerdings die Reichweite der Sensoren und sollte daher vermieden werden.
 

Einflüsse durch Objekteigenschaften

Harte, ebene Materialien und Objekte sind optimal für den Einsatz von Ultraschallsensoren geeignet, du die Schallimpulse sehr gut und sauber reflektiert werden. Bei einigen Objekteigenschaften gibt es allerdings mehr zu beachten, falls man Ultraschallsensoren verwenden möchte.
 
Objektbesonderheit
Zu beachten
Zylindrische und kugelförmige Oberflächen (konvex)
Die maximale Reichweite des Sensors nimmt ab, je kleiner das konvexe Objekt ist, da jedes Flächenelement einen anderen Winkel zur Keulenachse hat und die Reflektion der Schallkeule divergiert.
Dünne Folien und weiches Material
Weiche Materialien (z.B. Watte, Schaumstoffe, grobes Gewebe, Folien mit Stärke <0,01mm) absorbieren einen großen Teil der Impulsenergie. Daher lassen sie sich schlechter/ nicht mit Ultraschallsensoren erfassen.
Raue Oberflächen
Sehr unebene Oberflächen können die Abtasteigenschaften des Sensors beeinflussen. Strukturen, die größer als die Ultraschall-Wellenlänge sind werden eventuell von Ultraschallsensoren nicht optimal erkannt.
Flüssigkeiten
Flüssigkeiten ohne starke Wellen lassen sich problemlos mit Ultraschallsensoren erfassen.
Heiße Objekte
Sehr hohe Temperaturen können, durch die Wärmekonvektion in der Luft, die Schallkeule ablenken, sodass das Echo nicht mehr vom Sensor empfangen wird oder geschwächt wird. Beachten Sie die in der Betriebsanleitung angegebene Umgebungstemperatur.
 

Alternativen zu Ultraschallsensoren

Für die Positionsbestimmung und Anwesenheitsdetektion können statt Ultraschallsensoren auch optische Sensoren, induktive Sensoren (nur magnetische Metalle) oder kapazitive Sensoren eingesetzt werden.
Für die Füllstandsmessung können Sie auch unsere Füllstandssensoren, kapazitiven Sensoren, Drucksensoren und optischen Sensoren verwenden.