Ein Ultraschallsensor von microsonic ist kein typischer Näherungsschalter oder Näherungsinitiator. In vielen Fällen kann ein Ultraschallsensor die Funktion eines herkömmlichen Näherungsschalters ersetzen, umgekehrt ist dies jedoch nicht immer der Fall. Ultraschallsensoren haben verschiedene Arten von Erkennungen und Messungen, die durchgeführt werden können.
Ultraschallsensoren von microsonic unterscheiden sich von anderen Sensortypen insbesondere durch die Verwendung von Ultraschall und intelligenten Technologien wie einem internen Temperaturkompensationsalgorithmus. Die Eigenschaften eines Ultraschallsensors und des Ultraschalls ermöglichen die Erkennung oder Messstrecken mit ein und demselben Sensor.
Die verschiedenen Arten von Erkennungen und Messungen mit Ultraschallsensoren sind: diffuse Annäherung, Reflexionsschranke und Fensterbetrieb. Außerdem kann ein Ultraschallsensor einen Abstand genau messen, dafür gibt es Ultraschallsensoren mit ein Analogausgang oder IO-Link-Schnittstelle.
Schließlich gibt es Ultraschallsensoren mit mehreren Ausgängen, die Kombinationen von Messprinzipien ermöglichen. Denken Sie zum Beispiel an die Kombination eines Analogausgangs mit zwei digitalen Schaltausgängen für eine Füllstandsmessung. Dabei können die beiden Schaltausgänge verwendet werden, um einen Alarm zu erzeugen, wenn ein Leermeldesignal und/oder ein Vollmeldesignal erkannt wird. Darüber hinaus kann der Analogausgang anzeigen Zum Beispiel, wie voll oder leer ein Tank mit Teig ist.
Ultraschallerkennung mit Fenstermodus
Die letzte häufig verwendete Erkennungsmethode für Ultraschallsensoren ist der Fensterbetrieb. Dabei wird die Vorder- und Hintergrundausblendung optimal genutzt. Damit lässt sich der Fensterbetrieb, auch besser bekannt als "Window-Mode", realisieren. Der Bereich, in dem der Ultraschallsensor aktiv ist, kann so ganz nach Wunsch definiert und konfiguriert werden. So kann ein Maximum an Freiheit, aber auch an Sicherheit erreicht werden, da der Sensor nur in einem vorgegebenen Bereich aktiv ist und alles, was sich außerhalb dieses eingestellten Bereichs bewegt, ignoriert wird.
Dies ist ideal für Anwendungen, bei denen der Sensor nicht direkt an der Anwendung montiert werden kann, sondern z.B. noch ein Gehweg dazwischen liegt. Oder wenn mehrere Förderbänder nebeneinander stehen, kann der Sensor so eingestellt werden, dass er nur das mittlere Förderband überwacht. Die Ultraschallsensoren der Serie pico+ von Microsonic werden für ähnliche Anwendungen empfohlen.
In diesem Modus wird ein Verkehrssystem mit mehreren in Zonen unterteilten Fahrspuren betrachtet. Jeder Sensor ist in diesem Modus so konfiguriert, dass er nur Erkennungen aus einer Zone aufzeichnet.
Erkennung von Reflexschranken
Eine der anderen Arten der Erkennung mit Ultraschallsensoren ist die Reflexionsschranke, besser bekannt als "Reflexschranke". Dieser Begriff stammt aus der Welt der Fotozellen, bei denen der Sensor auf einen Reflektor schaut und schaltet, wenn der Lichtstrahl unterbrochen wird. Bei Ultraschallsensoren funktioniert die Reflexionsschrankenmethode identisch. Der Sensor wird auf den vorhandenen Hintergrund eingestellt, den man sich der Einfachheit halber als Reflektor vorstellen kann. Bewegt sich ein Objekt in den Schallkegel des Sensors, schaltet der Sensor um. Bei kleinen und runden Objekten wird diese Methode häufig eingesetzt, um eine zuverlässige und gleichmäßige Erkennung zu erreichen. Ein Ultraschallsensor aus der mic+ Serie von microsonic bietet eine Lösung für diese Art von Anwendung.
Ein Beispiel für dieses Prinzip ist die Erfassung von Rohren, die über ein Förderband laufen. Der Reflektor wird hinter den Rohren angebracht; das Vorhandensein des Rohrs unterbricht den Schallstrahl, so dass der Sensor das Fehlen des Echos als Rohr registriert.
Diffuse Näherungsdetektion mit Ultraschall
Die Erkennungsmethode "Diffuse Proximity" ist die am häufigsten verwendete Funktion in Ultraschallsensoren. Dabei schaltet der Sensor auf eine Schallreflexion eines Objekts innerhalb eines benutzerdefinierten Bereichs. Die hervorragende Hintergrundausblendung und die Unempfindlichkeit gegenüber Form, Farbe und Kontrast sorgen für eine äußerst zuverlässige Messung in den meisten Anwendungen. Die lcs+-Serie von Microsonic umfasst Ultraschallsensoren, die in einer Anwendung mit diffuser Näherungserkennung gute Leistungen erbringen.
Denken Sie an die Erkennung von durchsichtigen Flaschen über ein Förderband. Im Hintergrund befinden sich z. B. Maschinen oder Bediener, die durch die Einstellung der Hintergrundausblendung ignoriert werden.
Analoge (Entfernungs-)Messung mit Ultraschallsensoren
Die meisten Ultraschallsensoren, die über einen Analogausgang verfügen, sind auf spannungsgesteuerten oder stromgesteuerten Betrieb einstellbar. Der Analogausgang U arbeitet mit 0-10 V, der Analogausgang I mit 4-20 mA. Außerdem kann der Ausgang skaliert und konfiguriert werden (z.B. invertieren, Hysterese einstellen etc.). Der Bereich des Analogsignals kann beliebig eingestellt werden, in der Regel in Anlehnung an den eingestellten Messbereich. Darüber hinaus kann immer eine steigende (0..10V/4..20mA) oder fallende (10..0V/20..4mA) Ausgangskennlinie gewählt werden. Bei Sensoren, die nicht über einen kombinierten Analogausgang (/IU) verfügen, muss einer der beiden (/I oder /U) gewählt werden. Ein gutes Beispiel für einen Sensor mit einem kombinierten Analogausgang ist der mic+340/IU/TC von microsonic.
Stellen Sie sich einen Wassertank vor, dessen Inhalt überwacht werden muss; nicht nur, ob er voll ist oder nicht, sondern auch wie voll er ist.
Analoge Messung mit Ultraschallsensoren über IO-Link-Schnittstelle
Ultraschallsensoren mit einer IO-Link-Schnittstelle können in ein IO-Link-Netzwerk von Geräten integriert werden. Diese Geräte kommunizieren über die industrielle IO-Link-Schnittstelle und bestehen aus einem IO-Link-Master (z.B. SPS) und Slave-Geräten. Ein Sensor mit IO-Link-Schnittstelle ist immer ein Slave-Gerät. Analoge Abstandsmessungen werden digitalisiert und über die IO-Link-Schnittstelle an den IO-Link-Master ausgegeben. Darüber hinaus bietet IO-Link viele Vorteile in Bezug auf vorbeugende Wartung, Sensorzustandsüberwachung und Ähnliches. Ein geeigneter Ultraschallsensor für analoge Messungen mit IO-Link-Unterstützung ist der pico+100/F von microsonic.
Ein Beispiel für eine Anwendung ist die Füllstandsmessung in einem Ölfass, wobei die Füllstandsmessung anzeigt, wann das Fass wieder befüllt werden kann.
