Hochfrequente Gefühle

Sensoren - Wo automatisiert wird, gibt es immer mehr Einsatzmöglichkeiten für Ultraschall-Sensoren. Dies verdanken sie wohl vor allem ihren guten Eigenschaften in kritischen Anwendungssituationen.

06. April 2006

Der positive Trend wird vor allem von immer kleineren und leistungsfähigeren Ultraschall-Sensoren bestimmt, die vielfach baugleich mit Optosensoren sind. Ob bei der Doppelbogen-Kontrolle in der Druck- und Papierindustrie, der Füllstandsmessung bei mehreren bar Überdruck oder beim Zählen von glasklaren Flaschen auf dem Förderband: Ultraschall-Sensoren ermöglichen heute in zahlreichen Anwendungsfeldern völlig neue Lösungen. Das Prinzip dabei ist simpel. Der Sensor strahlt zyklisch einen kurzen, hochfrequenten Impuls aus. Dieser pflanzt sich mit Schallgeschwindigkeit fort. Trifft er auf ein Objekt, wird er reflektiert und gelangt als Echo zurück zum Sensor. Aus der Zeit spanne zwischen dem Aussenden des Schallimpulses und dem Empfang des Echosignals berechnet der Ultraschall-Sensor intern die Entfernung zum Objekt. Da die Entfernung zum Objekt über eine Schall-Laufzeitmessung und nicht über eine Intensitätsmessung bestimmt wird, haben Ultraschall-Sensoren eine ausgezeichnete Hintergrundausblendung. Nahezu alle Materialien, die den Schall reflektieren, werden detektiert - unabhängig von ihrer Farbe. Selbst glasklare Materialien oder dünne Folien stellen für Ultraschall-Sensoren kein Problem dar. Die Sensoren 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 30 mm und mit einer extrem schlanken Schallkeule erschließen heute gänzlich neue Anwendungen: Füllstandsmessungen in Joghurtbechern und Reagenzgläsern sowie das Abtasten von kleinen Flaschen in der Verpackungsindustrie lassen sich problemlos realisieren. Sogar dünne Drähte werden sicher erkannt.

Genauer, weil näher dran

Ultraschall-Sensoren aus dem Hause Microsonic zum Beispiel erlauben Entfernungsmessungen in einem sehr breiten Spektrum und können dank der Laufzeitmessung den Messwert mit millimetergenauer Auflösung erfassen. Einige Sensoren lösen das Abstandssignal sogar mit weniger als 0,18 Millimeter auf. Einen besonderen Clou bietet das Dortmunder Traditionsunternehmen mit seinen M30 Ultraschall-Sensoren mic+, in der Kombivariante mit Analog- und Schaltausgang und mit numerischer Digitalanzeige. Die mic+ in M30-Gehäusebauform deckt mit ihren fünf Tastweiten einen Messbereich von 30 mm bis 8 m ab. Neue Features sind die leuchtstarke Digital-Anzeige, die direkte Messwertausgabe in mm und cm und die numerische Einstellung der Kennwerte. Die Gewindehülsen der neuen M30-Baureihe sind trotz Digital-Display nur 84 mm hoch. Der Anwender kann den Strom- oder Spannungsausgang mit Hilfe der Digital-Anzeige voreinstellen (numerische Klartextausgabe bzw. Prozent-Anzeige), ohne dass sich hierzu das abzutastende Objekt im Erfassungsbereich befinden muss. So ist es möglich, den Sensor ohne Zuhilfenahme von Hilfsreflektoren, auch außerhalb der eigentlichen Anwendung, komplett einzustellen. Der gemessene Entfernungswert kann z. B. mit dem zehnstufigen Softwarefilter von F0 (direkte Messwertausgabe ohne Filterwirkung) bis F9 (sehr starke Filterung) beaufschlagt werden. Alle genannten Gerätevarianten sind sowohl mit Gehäusen aus vernickeltem Messing als auch aus Edelstahl erhältlich. Für den Einbau in Maschinen, die unter sehr rauen Einsatzbedingungen funktionieren müssen, gibt es schließlich noch zwei Ganzmetall-Ausführungen.

Andreas Kunze

Erschienen in Ausgabe: 02/2006