Kurz erklärt
Ein Ultraschallsensor misst Abstände oder erkennt Objekte, indem er Schallimpulse oberhalb des Hörbereichs aussendet und die Laufzeit des Echos auswertet.
Inhalt
Was ist Ultraschallsensor?
Ein Ultraschallsensor sendet kurze Schallimpulse aus und empfängt das vom Objekt reflektierte Echo. Aus der Laufzeit und der Schallgeschwindigkeit berechnet die Elektronik den Abstand. Da das Prinzip unabhängig von Farbe, Transparenz und Oberflächenglanz arbeitet, eignet sich der Sensor für Glas, Folien, Flüssigkeiten und Schüttgüter, etwa zur Füllstandsmessung, Rollendurchmesser-Erfassung oder Anwesenheitskontrolle. Auch in staubiger oder nebliger Umgebung arbeitet das Verfahren zuverlässiger als viele optische Sensoren.
Es gibt Ultraschalltaster mit schaltendem Ausgang, Sensoren mit analogem Ausgang für die kontinuierliche Abstandsmessung sowie Einweg- und Reflexionssysteme. Kenngrößen sind Messbereich mit Blindzone direkt vor dem Sensor, Schallkeulenform, Auflösung, Ausgangsart (Schaltausgang, Strom oder Spannung, digitale Schnittstelle), Ansprechzeit, Temperaturkompensation und Schutzart. Weil die Schallgeschwindigkeit von der Lufttemperatur abhängt, gleichen viele Sensoren diesen Einfluss intern aus. Mehrere Sensoren nebeneinander können sich gegenseitig stören, wenn sie nicht synchronisiert werden.
Messfehler entstehen durch schräg stehende oder schallabsorbierende Oberflächen, starke Luftbewegung, Temperaturschwankungen und Ablagerungen auf der Schallwandlerfläche. Nach einem Austausch müssen Schaltpunkte oder Messbereich meist neu eingestellt werden.
Praxis in Instandhaltung und Beschaffung
Für den Ersatz werden Herstellerteilenummer, Messbereich, Ausgangsart, Bauform, Spannung, Stecker und Schutzart benötigt. Dokumentieren Sie vor dem Ausbau die eingestellten Schaltpunkte oder Skalierung, damit das Ersatzgerät ohne langes Probieren in Betrieb geht.
Synonyme und Abkürzungen: Ultraschalltaster · Ultrasonic Sensor · Ultraschall-Abstandssensor · Ultraschall-Füllstandssensor
Häufige Fragen
Was ist die Blindzone eines Ultraschallsensors?
Die Blindzone ist der Bereich direkt vor dem Sensor, in dem keine zuverlässige Messung möglich ist, weil der Schallwandler nach dem Senden erst ausschwingen muss. Objekte in dieser Zone werden nicht oder falsch erkannt. Beim Einbau muss der Sensor daher so positioniert werden, dass das Objekt immer außerhalb dieses Bereichs liegt.
Wann ist ein Ultraschallsensor besser als eine Lichtschranke?
Ultraschallsensoren sind im Vorteil bei transparenten oder stark glänzenden Objekten, bei wechselnden Farben sowie in staubiger oder nebliger Umgebung, in der optische Sensoren an Grenzen kommen. Lichtschranken reagieren dagegen schneller und haben einen schmaleren Erfassungsbereich, was bei kleinen Objekten oder hohen Taktraten günstiger ist.
Welche Angaben braucht man, um einen Ultraschallsensor zu ersetzen?
Benötigt werden Herstellerteilenummer, Messbereich, Ausgangsart wie Schaltausgang, 4–20 mA oder 0–10 V, Bauform und Gewindegröße, Versorgungsspannung, Steckertyp und Schutzart. Zusätzlich sollte bekannt sein, welches Medium erfasst wird, da Schaum oder weiche Oberflächen die Auswahl beeinflussen.