Ultraschallsensoren Feines Gespür für Objekte und Distanzen

Autor / Redakteur: Moritz Gerig* / Jan Vollmuth

Ultraschallsensoren bieten sich aufgrund ihres Funktionspronzips häufig als Alternative zu anderen Sensortechnologien an, etwa wenn glänzende Oberflächen im Spiel sind. Sie bewähren sich dabei in zahlreichen Applikationen, wie das Sick-Produktportfolio zeigt.

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In einer Verpackungsanlage für Medizinprodukte kontrollieren Ultraschallsensoren der Produktfamilie UC12 die Anwesenheit von Einzelverpackungen. Der Sensor ist in der Lage, deren Folienoberfläche sicher zu erfassen und kann durch seine präzise Hintergrundausblendung zuverlässig zwischen den Verpackungen und der Förderebene oder anderen Störungen im Anlagenhintergrund unterscheiden.
In einer Verpackungsanlage für Medizinprodukte kontrollieren Ultraschallsensoren der Produktfamilie UC12 die Anwesenheit von Einzelverpackungen. Der Sensor ist in der Lage, deren Folienoberfläche sicher zu erfassen und kann durch seine präzise Hintergrundausblendung zuverlässig zwischen den Verpackungen und der Förderebene oder anderen Störungen im Anlagenhintergrund unterscheiden.
(Bild: Sick)

Ultraschallsensoren haben längst in der Automation Einzug gehalten. Diese Sensoren, die einem Naturprinzip folgen wie es z.B. Fledermäuse oder Delphine entwickelt haben, kommen dort zum Einsatz, wo andere Sensoren an ihre physikalischen Grenzen stoßen. Ultraschallsensoren von Sick sind so konzipiert, dass sie oft eine sinnvolle Alternative zu anderen Wirkprinzipien wie Optoelektronik, Induktivität oder Kapazität darstellen und somit für viele Anwendungen die optimale Lösung darstellen.

Darüber hinaus bieten Sick Ultraschallsensoren sowohl mechanisch als auch elektrisch die im Markt üblichen Anschlussmöglichkeiten und Bauformen, was die Austauschbarkeit gegen andere Sensoren sowie die Kompatibilität zu einer Vielzahl von Anwendungen gewährleistet.

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Ultraschallsensoren senden Schallimpulse aus

Ultraschallsensoren senden zyklisch einen kurzen, hochfrequenten Schallimpuls aus, der sich in der Luft mit Schallgeschwindigkeit ausbreitet. Trifft er auf ein Objekt, wird er von diesem reflektiert und gelangt als Echo zum Sensor zurück. Aus der Zeitspanne zwischen dem Aussenden des Schallimpulses und dem Empfang des Echosignals berechnet der Ultraschallsensor die Entfernung zum Objekt.

Die Eigenschaften des Schalls machen sich die Sick-Ultraschallsensoren zunutze. Objekte und Abstände werden genau erfasst, und dies bei hervorragender Hintergrundausblendung und Unempfindlichkeit gegen viele Arten von Fremdstoffen in der Umgebung. Intelligente Messwertfilter ermöglichen zuverlässige Messergebnisse für höchste Prozessstabilität.

In unterschiedlichsten Anwendungsgebieten messen und detektieren Ultraschallsensoren von Sick auf farbige, glänzende oder transparente Oberflächen, was insbesondere für optische Sensoren als anspruchsvoll gilt. Auch widrige Umgebungseinflüsse wie Staub, Schmutz oder Nebel beeinflussen das Messergebnis kaum.

Ein großes Feld mit nur einem Sensor überwachen

Der breite Erfassungsbereich ermöglicht zudem die Überwachung eines großen Feldes mit nur einem Sensor, was beispielsweise bei der Kollisionsvermeidung von Vorteil ist.

Ultraschallsensoren von Sick zeichnen sich durch eine intelligente und zuverlässige Messwertauswertung aus. Beispielsweise sorgt die kontinuierliche Temperaturerfassung direkt an der aktiven Sensoroberfläche in Verbindung mit einer internen Temperaturkompensation für präzise Messergebnisse und eine optimale Prozessqualität.

Synchronisation und Multiplexing sind bei der Verwendung mehrerer Sensoren der Produktfamilien UM18 und UM30 möglich. So wird der gleichzeitige Betrieb von bis zu zehn Sensoren ohne gegenseitige Beeinflussung realisiert. Dies führt zu einer Erhöhung der Flexibilität und Prozesssicherheit.

Zahlreiche Einsatzmöglichkeiten dank zahlreicher Varianten

Aufgrund des umfangreichen Produktportfolios mit den unterschiedlichen Gehäusevarianten, Reichweiten und Parametriermöglichkeiten gelingt es dem Anwender von Sick-Ultraschallsensoren auf einfachste Weise hervorragende Messergebnisse bei den vielfältigsten und mitunter hochanspruchsvollen Einsatzmöglichkeiten zu erzielen.

Als Beispiele seien hier auszugsweise aufgeführt: die Durchhangregelung von Endlosmaterialien (wie z. B. Stoffgeweben), die Roboterpositionierung (z. B. die Regelung des Greifprozesses von Paketen), die Dimensionsmessung von Verpackungen (z. B. vor der automatischen Einlagerung), die Detektion von Glasscheiben oder transparenten Materialien, die Erfassung von glänzenden Siliziumblöcken bzw. von Ingots oder Wafern, die Erkennung von Leiterplatten mit glänzenden Oberflächen und die Detektion von Tieren (z. B. zur Optimierung der Fütterung).

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