In Flasche und Rütteltopf

Füllstandsmessung - Die neuen Ultraschallsensoren UR18 von Baumer lassen sich mit ihrem robusten Sensorelement und dank IO-Link flexibel in bestehende Maschinenabläufe integrieren und auf verschiedene Materialien und Störobjekte anpassen.

19. November 2019
In Flasche und Rütteltopf
Mit der Synchronisationsfunktion der neuen Baumer-Ultraschallsensoren UR18 ist es möglich, mehrere Sensoren in unmittelbarer Nähe zueinander ohne die Gefahr von gegenseitigen Störungen zu betreiben. (Bild: Baumer)

Ultraschallsensoren werden häufig in der Verpackungsindustrie, dem Anlagen- sowie dem Maschinenbau eingesetzt – vor allem dort, wo Füllstände von flüssigen Medien oder Schüttgütern in Tanks oder Kisten gemessen werden sollen. Doch nicht jeder Sensor erfüllt die hohen Anforderungen. Manche Sensoren lassen sich nur umständlich einstellen und nicht auf unterschiedliche Medien und Prozesse anpassen. Neben der zuverlässigen Erfassung des Objekts ist die mechanische und chemische Robustheit des Sensors eine wesentliche Anforderung. Wo mit aggressiven Chemikalien gearbeitet wird, muss ein Sensor diesen Belastungen über mehrere Jahre standhalten können. Die neuen Ultraschallsensoren UR18 (M18- Rundgehäuse) von Baumer sind gezielt für diese Beanspruchungen designt. Wo das Sensorelement herkömmlicher Ultraschallsensoren bei erhöhten mechanischen wie chemikalischen Einflüssen Schaden nimmt, soll die neue Ultraschallserie UR18 mit ihrem ausgesprochen widerstandsfähigen Sensorelement punkten. Das Sensorelement ist hermetisch abgedichtet und hält den meisten organischen und anorganischen Chemikalien, wie aggressiven Reinigungsmitteln, stand.

Außerdem hält die UR18-Serie die höchsten mechanischen Belastungen aus. Der Sensor erfüllt die Schutzart IP69K, dessen Testbedingungen erfordern, dass selbst heiße Flüssigkeiten mit einem Druck von 40 bar nicht ins Sensorgehäuse eindringen oder das Sensorelement beschädigen. Mit der Kombination aus einem extrem robusten Sensorelement, flexibler Para- metrierung und der Funktionsvielfalt in einem Standardsensor ist die neue Serie in ihrer Klasse einzigartig.

Präzise Füllstandsmessung dank einstellbarer Schallkeule

Beim UR18 beträgt die Reichweite bis zu einem Meter bei einem Blindbereich von 70 Millimetern, was im Markt für die 18-Millimeter-Klasse ein Top-Wert ist und dem Anwender große Freiheit bei der Positionierung gibt. Darüber hinaus sind die Sensoren flexibel, etwa bei der Einstellung der Schallkeule. Eine enge Schallkeule ist notwendig, wenn man einen Füllstand durch eine schmale Öffnung messen möchte, zum Beispiel durch einen Flaschenhals.

Handelt es sich dagegen um Schüttgut, wie Schrauben in einem Rütteltopf, kann eine schmale Schallkeule zu Fehlern führen, weil die Schrauben aufgrund ihrer Form den Schall in viele Richtungen streuen und somit nicht genug Schall reflektieren. In diesem Fall ist eine breite Schallkeule besser, da bei einem breiten Öffnungswinkel auch die stärker abgelenkten Reflexionen erfasst werden können. Die Schallkeule der neuen Baumer-Ultraschallsensoren lässt sich flexibel einstellen: schmal, mittel und breit. Die Kombination einer einstellbaren Schallkeule mit einem robusten Sensorelement in dem für Füllstandsmessungen so beliebten 18-Millimeter-Gehäuse gibt es derzeit nur bei Baumer.

Filter blenden Störungen aus

Eine glatte Flüssigkeitsoberfläche, die sich nur sehr langsam hebt oder senkt, misst jeder Ultraschallsensor mühelos. Schwieriger wird es, wenn sich auf der Oberfläche Wellen kräuseln, wenn der Tank wankt oder wenn der Füllstand leicht variiert, etwa durch Druckschwankungen in Pumpen und Leitungen.

Einfache Sensoren können diese Schwankungen missinterpretieren. Nicht so die neuen UR18: sie enthalten Filter, die der Anwender nach Bedarf zuschalten und konfigurieren kann. Der Mittelwert-Filter etwa berechnet den Durchschnitt der Messwerte über eine einstellbare Zahl von Messzyklen, das gleicht die Schwankungen des Flüssigkeitsspiegels aus und liefert ein stabiles Messsignal. Der Unterbrechungs-Filter setzt den Messvorgang für eine definierte Zeitspanne aus, damit in dieser Messlücke ein rotierender Rührer in einem Tank nicht miterfasst wird.

In Anlagen, wo mehrere Ultraschallsensoren nah zueinander montiert sind, kann es zu gegenseitigen Beeinflussungen kommen. Die neuen Ultraschallsensoren verfügen über eine Synchronisations- wie auch über eine Multi- plex-Funktion, durch die verhindert werden kann, dass ein Sensor Signale aufschnappt, die eigentlich für seinen Nachbarn bestimmt sind.

Einfache Konfiguration per IO-Link

Die Konfiguration der Filter und der Schallkeulen geschieht ganz einfach über IO-Link. Dieser Schnittstellenstandard setzt sich in der Sensorik immer mehr durch. Die dadurch verfügbaren Sensorfunktionen, beispielsweise die Filterfunktionen, ermöglichen dem Kunden eine auf seine Anwendung zugeschnittene Parametrierung des Sensors. Die neue Dual-Channel-IO-Link-Schnittstelle ermöglicht sowohl die komfortable Parametrierung aus der Steuerung wie auch die Übertragung von zyklischen und azyklischen Daten an die Steuerung. Steht ein Sensor-Wechsel an, ermöglichen Parameter-Server-Funktionen einen schnellen Sensoraustausch und die Vervielfältigung von Parameterdaten, was die Stillstandzeiten der Anlage verkürzt.

Über qTeach, das es nur von Baumer gibt, kann der Techniker die Einstellungen auch direkt am Sensor vornehmen. Alle Sensoren der UR18-Familie haben IO-Link. Die neuen Ultraschallsensoren sind als Näherungsschalter (1- oder 2-Punkt), Reflexionsschranke, Einwegschranke oder als distanzmessende Variante erhältlich.

Den Sensor mit gleichen Funktionen wie die UR18 gibt es auch in einem quaderförmigen Kunststoffgehäuse als U500. Beide sind aber nur ein kleiner Ausschnitt aus dem Angebot an Ultraschallsensoren von Baumer. Anwender finden dort Miniatursensoren, Sensoren für große Reichweiten oder Sensoren mit Schalldüsen für besonders schmale Schallkeulen sowie viele weitere Standard- und Spezialausführungen.

SPS: Halle 4A, Stand 335

Erschienen in Ausgabe: 08/2019
Seite: 68 bis 69