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Home Blog Ultraschallsensoren Ultraschallsensor FAQ Teil 2: Unterschiede zwischen Reflexionstaster, Reflexionsschranke und Einwegschranke

Ultraschallsensor FAQ Teil 2: Unterschiede zwischen Reflexionstaster, Reflexionsschranke und Einwegschranke

erstellt am: 17.09.2018 | von: | Kategorie(n): Ultraschallsensoren

Was sind die Unterschiede zwischen einem Reflexionstaster, einer Reflexionsschranke und einer Einwegschranke?

Beim Reflexionstaster wird der Ultraschallwandler als Sender und Empfänger verwendet und befindet sich meist zusammen mit der Auswerteelektronik in einem gemeinsamen Gehäuse. Der Reflexionstaster benötigt eine Reflexion (Echo) der ausgesandten Schallwellen vom Objekt zurück zum Ultraschallsensor. Sobald sich ein Objekt im Schaltbereich des Sensors befindet, wird der Abstand zum Objekt bestimmt bzw. ein Schaltvorgang ausgelöst.

Bei der Reflexionsschranke wird der Ultraschallwandler ebenfalls als Sender und Empfänger verwendet. Im Unterschied zum Reflexionstaster wird das Ultraschallsignal jedoch ständig von einem fest installierten Reflektor – dem Referenzreflektor – reflektiert. Beispielsweise kann eine Platte aus Metall oder Kunststoff oder ein Hintergrund (z.B. Wand, Förderband, Fußboden) als Reflektor dienen. Beim Betrieb als Reflexionsschranke werden Objekte zwischen Ultraschallsensor und Reflektor in jeglicher Orientierung (also auch z.B. schräg stehende Objekte, die den Schall wegreflektieren) erkannt.

 

Füllstandsmessung in einem Tank unter Zuhilfenahme eines Ultraschallsensors als Reflexionstaster

Füllstandsmessung in einem Tank unter Zuhilfenahme eines Ultraschallsensors als Reflexionstaster


Bei der Ultraschall-Einwegschranke werden zwei Ultraschallwandler eingesetzt, bei dem ein Wandler als Sender, der andere als Empfänger arbeitet. Dabei befindet sich die Auswerteelektronik mit den Schaltausgängen im Empfänger. Für einen optimalen Einsatz werden die Ultraschallsensoren exakt gegenüberliegend auf eine Achse montiert. Sobald ein Objekt die Schallstrecke unterbricht, ändert der Schaltausgang des Ultraschallsensors seinen Zustand. Für unterschiedliche Abstände von Sender und Empfänger bzw. unterschiedliche Objektgrößen lässt sich die Empfindlichkeit des Empfängers per Teach-In oder Potentiometer in der Regel einstellen.

 

Für welche Anwendungsbereiche sind Reflexionstaster, Reflexionsschranken und Einwegschranken geeignet?

Der Reflexionstaster ist besonders geeignet für den Anwendungsbereich der Füllstandsmessung, da sich Füllstände in einem Tank oder Silo üblicherweise verhältnismäßig langsam ändern Die Schaltfrequenz bzw. der nötige Ansprechverzug ist somit deutlich geringer ist als bei der Objektdetektion in der Betriebsart „Einwegschranke“.

Reflexionsschranken können hervorragend bei Objekten, die keine zuverlässig schall-reflektierende Oberfläche bieten, wie etwa schräg stehenden oder schallabsorbierenden Flächen eingesetzt werden. Auch das Problem einer Blindzone wird in dieser Betriebsart umgangen.

 

Verlässliche Erfassung eines schräg stehenden Objekts auf einem Transportband durch eine Reflexionsschranke

Verlässliche Erfassung eines schräg stehenden Objekts auf einem Transportband durch den als Reflexionsschranke betriebenen Ultraschallsensor

 

Außerdem verdoppelt sich die Reichweite und es wird eine zuverlässige Erkennung von Objekten bei deutlich größeren Sensorabständen möglich. Da kein ständiges Umschalten zwischen Sende- und Empfangsbetrieb nötig ist, ergibt sich ein deutlich schnelleres Ansprechverhalten, also eine deutlich höhere Schaltfrequenz. Eine Zählung von vorbeifahrenden Flaschen erfordert beispielsweise eine sehr hohe Schaltfrequenz. Ultraschallsensoren, die als Einwegschranke betrieben werden, bieten hierfür eine geeignete Lösung.

 

Können Objekte beliebig in den Radius der Schallkeule eintreten?

Die zu erkennenden Objekte können von jeder beliebigen Seite in die Schallkeule eintreten. Die zu erwartenden Schaltpunkte lassen sich anhand der in den Datenblättern angegebenen Reichweiten und Ansprechkurven ermitteln. Zu beachten ist, dass die im Datenblatt gezeigte Ansprechkurve für Raumtemperatur gilt und sich in ihrem Durchmesser über Temperatur verändert. Die damit einhergehenden Abweichungen im Ansprechverhalten des Sensors sind bei einem radialen Eintritt des Objekts in die Schallkeule ggf. zu berücksichtigen.

Die Flaschenzählung erfordert eine sehr hohe Schaltfrequenz. Ultraschallsensoren, die als Einwegschranke betrieben werden, bieten hier eine geeignete Lösung

Die Flaschenzählung erfordert eine sehr hohe Schaltfrequenz. Ultraschallsensoren, die als Einwegschranke betrieben werden, bieten hier eine geeignete Lösung

 

Schauen Sie sich die Funktion von Ultraschallsensoren in unserer Animation genauer an:

 

Um mehr über Ultraschallsensoren zu erfahren, können Sie sich nach einer Anmeldung unseren Technology Guide Ultraschallsensoren herunterladen.

 

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