Kompakte Ultraschall-Sensoren mit numerischer Digitalanzeige

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Selbst Delphine wissen, dass Ultraschall Vorteile bietet: Unabhängig von deren Farbe und Refle- xionseigenschaften erkennen sie mit dieser Fähigkeit Fischschwärme millimetergenau. Doch das Prinzip der Schall-Laufzeitmessung gewinnt auch in industriellen Applikationen immer mehr an Bedeutung. Grund genug für einen Anbieter, eine Gerätefamilie komplett zu überarbeiten und mit einer numerischen Digitalanzeige auszustatten – und das bei einer Gehäuselänge von nur 84 mm.

Die Idee, das Verfahren der Schall-Laufzeitmessung industriell zu nutzen, führte zur Entwicklung von Ultraschall-Sensoren. Die Geräte strahlen hoch frequente Schallimpulse ab und messen die Zeit bis zum Eintreffen der an Objekten reflektierten Echosignale. Dabei arbeiten sie selbst unter extremen Umgebungsbedingungen kontakt- und berührungslos und bestechen durch ihre Fähigkeit, Objekte aus sehr vielen Materialien und Farben präzise zu erkennen. Selbst Glas oder dünne Folien stellen kein Problem dar. Die Sensoren messen in staubiger Luft genauso wie durch Farbnebel hindurch. Auch dünne Ablagerungen auf der Membran beeinträchtigen ihre Funktion nicht. Nicht zuletzt deshalb überzeugen sie in unterschiedlichsten Anwendungen.

Die Vielfalt potenzieller Anwendungen zeigt Microsonic, ein Unternehmen, das sich seit 1990 auf Entwicklung und Produktion innovativer Ultraschall-Sensoren spezialisiert hat. Beispiele aus der jüngsten Vergangenheit sind die Ultraschall-Doppelbogenkontrolle für den Einsatz in der Druck- und Papierindustrie oder der zws, der mit 20 mm x 32 mm x 12 mm Außenmaßen bislang kleinste Microsonic-Ultraschall-Sensor im kubischen Gehäuse und damit baugleich mit vergleichbaren optischen Sensoren.
Die traditionell größte und vielfältigste Produktfamilie aus dem Hause Microsonic aber ist die mic-Familie – Ultraschall-Sensoren mit M30er-Gewinde, aus der nach einem kompletten Redesign der mic+ hervorgegangen ist, ein Ultraschall-Sensor mit Digital-Display.
Für jede Anwendung das richtige Produkt
Die mic+-Familie deckt mit fünf Tastweiten einen Messbereich von 30 mm bis 8 m ab. Unabhängig von der gewählten Tastweite beträgt die interne Auflösung der Entfernungsmessung immer 0,18 mm. Alle Sensoren verfügen über eine integrierte Temperaturkompensation. Vier verschiedene Ausgangsstufen stehen zur Wahl:
  • ein Schaltausgang (pnp oder npn)
  • zwei Schaltausgänge (pnp- oder npn)
  • ein Analogausgang 4 bis 20 mA und 0 bis 10 V
  • ein Analogausgang mit zusätzlichem pnp-Schaltausgang
Alle Geräte sind mit Gehäusen aus vernickeltem Messing oder Edelstahl erhältlich.
Die Gehäuse der neuen Generation sind nur 84 mm kurz; dennoch gelang es Microsonic, ein Digital-Display zu integrieren. Über zwei Taster, die unterhalb der dreistelligen LED-Anzeige angeordnet sind, kann der Anwender Schaltausgänge bzw. Strom- oder Spannungsausgang ohne Zuhilfenahme von Hilfsreflektoren auch außerhalb der eigentlichen Anwendung direkt voreinstellen. Die Digital-Anzeige bietet ihm die numerische Klartextausgabe bzw. beim Sensor mit Analogausgang eine Prozent-Anzeige und schaltet automatisch zwischen mm und cm um. Über die zwei Taster kann der Anwender zudem die Parametrierung aufrufen und die selbst erklärende Menüstruktur durchlaufen, ohne gezwungen zu sein, dies über eine Software programmieren zu müssen. Wer auf diese Möglichkeit aber nicht verzichten möchte, dem bietet Microsonic jetzt die neue Software Linkcontrol Version 7 an. Mit Hilfe von Linkcontrol-Adapter und Software können die mic+ -Sensoren wie gewohnt per PC oder Laptop unter allen gängigen Windows-Betriebssystemen eingestellt werden.
Die Synchronisation von bis zu zehn Sensoren arbeitet automatisch auch in einer Mischkonfiguration mit Sensoren unterschiedlicher Tastweiten. Der Sensor mit der größten Tastweite bestimmt dann die Messwiederholrate. Sind die Sensoren über Pin 5 des M12-Rundsteckverbinders miteinander verbunden, ist die Synchronisation aktiv.
Beispielapplikationen aus der Praxis
Besonders kompakte Sensorvarianten auf Ultraschallbasis lassen sich mittlerweile bei unzähligen Messaufgaben einsetzen. Beispielsweise bei der Volumenstromregelung an automatischen Waagen für die Verpackung von Schüttgütern, der klassischen Füllstandsmessung schlechthin, misst der Ultraschall-Sensor mic+ den Füllstand in den einzelnen Wägebehältern: Bei der Produktion von Gebäckmischungen fallen die einzelnen Gebäcksorten, gesteuert über Ultraschall-Sensoren, die mit einem so genannten Metallgalgen über der Waage befestigt sind, von oben über karussellförmig angeordnete Rinnen in die einzelnen Wägebehälter, in denen sie abgewogen und der jeweiligen Verpackungsmaschine übergeben werden.
Weitere Einsatzgebiete finden sich bei
  • der Messung von Höhen (Packstücke auf Förderbändern oder Paletten)
  • der Erfassung von Materialien, die für optische Sensoren schwer detektierbar sind
  • der Messung von Stapelhöhen an Be- und Entladevorrich- tungen
  • der Auf- und Abwickelsteuerung beliebiger Materialien, beispielsweise Folien, Papiere, Bleche, Kabel
  • der Erfassung von Dicken und Durchmessern
  • der Regelung der Materialspannung mittels Durchhangmessung
  • der Güterpositionierung in automatischen Lagersystemen
  • der Längenmessung oder
  • der Positionierung von Transportgütern auf Fahrzeugen.
Eine besonders robuste Ausführung der neuen Sensorfamilie – genannt „mic“ – eignet sich besonders für landwirtschaftliche Maschinen, für Einsätze unter den rauen Bedingungen der Holz- und Baustoffindustrie sowie für alle Industriebereiche, in denen extreme Umwelteinflüsse wie Staub, Rauch oder Nebel auftreten. Microsonic verzichtete hier bewusst auf Anzeigeelemente und stattet die Sensoren mit durchgängiger Metallhülse und Metallstecker aus, womit sie auch wirklich aggressiven Medien standhalten. Kunden können zwischen pnp-Schalt- oder Analogausgang wählen.
Halle 7, Stand 483
Weitere Informationen
Ultraschall-Sensor mic+ mit Digitalanzeige
KEM 646
M30-Baureihe mic im Ganzmetallgehäuse
KEM 647

Messe SPS/IPC/Drives 2004
Ultraschall-Sensor mic+ im Web
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