Ultraschallsensor mit geringem Platzbedarf und IO-Link-Schnittstelle

  • Frontlooker- und Sidelooker-Version (li.) der Ultraschallsensor-Serie UC-F77Frontlooker- und Sidelooker-Version (li.) der Ultraschallsensor-Serie UC-F77

Ultraschallsensoren sind hinsichtlich ihrer zu erfassenden Objekte recht anspruchslos – transparent, flüssig, pulverförmig, metallisch, etc. Zudem ist eine neue Serie nun autark synchronisierbar und damit betriebssicher bei enger Montage und hat – wichtig im Industrie4.0-Zeitalter – IO-Link an Bord.

Ultraschallsensoren werden in der Industrie für die Distanzmessung eingesetzt oder um Objekte zu erfassen. Vielseitigkeit und Verfügbarkeit sind hierbei die zentralen Anforderungen der Anwender. Dies beginnt bereits bei der Montage. Der Ultraschallsensor UC-F77 ist zum einen platzsparend, zum anderen stehen die Sensoren sowohl mit frontseitigem Wandleraustritt als auch als Sidelooker-Variante mit integriertem M18-Gewinde, das sich beispielsweise direkt in die Seitenwände von Förderelementen integrieren lässt, zur Verfügung. Die Frontlooker-Version ist zudem kompatibel zur Bauform und Anschlusstechnik optoelektronischer Sensoren. Das heißt sollte sich im konkreten Fall Ultraschall als vorteilhafteres Wirkprinzip herausstellen, beispielsweise bei spiegelnden Oberflächen, kann der F77 direkt in die gleiche Montagesituation integriert werden.

Modifikation der Schallkeulen-Geometrie 

Trotz ihrer kompakten Bauform – 31 mm Höhe und 12 mm Breite – erreichen die verschiedenen UC-F77-Varianten große Arbeitsabstände. Dabei stehen Reichweiten von 250 mm und 400 mm als Frontlooker-Version sowie 800 mm als Sidelooker-Version zur Verfügung. Gleichzeitig verfügen sie über die jeweils kleinsten Blindzonen am Markt, was dem Anwender den größtmöglichen Arbeitsabstandsbereich sichert und auch die Detektion von sensornahen Objekten ermöglicht. Alle Reichweitenvarianten bieten entweder einen Schaltausgang mit Gegentaktendstufe, der zudem wahlweise als Schließer oder Öffner konfiguriert werden kann. Alternativ sind die Geräte mit einem Analogausgang erhältlich, der zwischen einem Stromausgang (z.B. 4-20 mA) oder einem Spannungsausgang (z.B. 0-10 V) umgeschaltet werden kann.
Schon von seinem berührungslos arbeitenden, physikalischen Wirkprinzip her bietet Ultraschall zahlreiche spezifische Vorteile. So beeinträchtigen weder Staub, Feuchte noch Licht die Sensorfunktion.

Das Gleiche gilt für die Material-, Oberflächen-, Farb- oder Glanzeigenschaften des Detektionsobjektes. Durch ihre hochfrequenten Vibrationen kann sich die Sensormembran von selbst reinigen.
Durch verschiedene Funktionen kann der UC-F77  die Detektions- und Betriebssicherheit weiter steigern. Es ist beispielsweise möglich, die Geometrie der Schallkeule zu modifizieren, das heißt die Empfindlichkeit des UC-F77 an vielfältige Einsatzanforderungen anzupassen und so eine bestmögliche Detektionssicherheit zu erreichen. Eine schmale Schallkeule ist beispielsweise bei engen Einbausituationen von Vorteil, um in den Erfassungsbereich hineinragende Maschinenteile auszublenden. Eine breite Schallkeule ist hingegen perfekt zur Detektion von unregelmäßigen Objekten geeignet (z.B. bei der Füllstandserkennung von Schüttgütern). Über die Parametriersoftware PACTware  ist es zudem möglich, störende Objekte wie beispielsweise Trittstufen an einer Tankinnenwand und andere Störziele auszublenden.

Sensorsynchronisation verhindert gegenseitige Beeinflussung

Überall dort, wo es eng zugeht und mehrere UC-F77 mit wenig Abstand zueinander montiert werden müssen, vermeidet die Synchronisation der Sensoren eine gegenseitige Beeinflussung. Im automatischen Multiplexbetrieb synchronisiert, senden die Sensoren abwechselnd und werten nur ihr eigenes Echo aus. Im automatischen Gleichtaktbetrieb, zum Beispiel an einer Hubarbeitsbühne, senden sie zeitgleich und werten je nach Einstellung das erste oder stärkste der empfangenen Echos aus. Der UC-F77 ist in der Praxis auch gegenüber Pressluft oder Anlagengeräuschen extrem störfest. Insgesamt gewährleisten diese Ultraschallsensoren dadurch jederzeit eine hohe Verfügbarkeit – sei es bei der Erkennung von Flaschen in Rücknahmeautomaten und der Füllhöhendetektion im Sammelbehälter, bei der Füllstandserkennung in Tanks, bei der Feststellung der Kolbenposition an Hydraulik- oder Pneumatikzylindern oder sonstigen Aufgabenstellungen.

Direkter Datenzugriff durch IO-Link

Im Zukunftsszenario Industrie 4.0 mit seinen vollständig vernetzten Produktionssystemen spielen kommunikationsfähige Sensoren eine entscheidende Rolle, denn sie leiten und empfangen Sensordaten sowohl innerhalb von Produktionsprozessen als auch bis in übergeordnete, lokale oder Cloud-basierte Informationssysteme. Pepperl+Fuchs stellt hier mit Sensorik 4.0 entsprechende Sensortechnologien zur Verfügung. Diese verfügen – wie beispielsweise der Ultraschallsensor UC-F77 – über die Standardschnittstelle IO-Link und unterstützen durch die direkte Zugriffsmöglichkeit auf Prozess- und Diagnosedaten die Digitalisierung industrieller Anwendungen.
Füllstandmessung, Anwesenheitskontrolle, Zählen von Objekten, Messen von Abständen – die Ultraschallsensoren der Serie UC-F77 zeichnen sich in vielfältigen Aufgabenstellungen durch eine hohe Leistung bei geringem Platzbedarf aus. Die einfache Parametrierbarkeit ermöglicht die optimale Anpassung an unterschiedliche Detektions- und Messaufgaben. Die Wahlmöglichkeit zwischen zwei Gehäuseausführungen gewährleistet eine flexible Maschinenintegration. Kleine Blindzonen, hohe Reichweiten und das Ausblenden von störenden Objekten im Erfassungsbereich stellen eine hohe Detektionssicherheit und Messgenauigkeit sicher. Die Schutzart IP67 sorgt für eine hohe Verfügbarkeit.

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