Ultrasound in the animal world

Our distance and proximity sensors work with the ultrasound principle. We use ultrasonic frequencies, i.e. frequencies above 20kHz, as these are rare in nature and thus the sensors are not disturbed. Moreover, man hears no such high frequencies. Incidentally, they are also completely harmless, because the sound energy is extremely small. Industrial ultrasonic sensors operate at frequencies of approximately 80…400kHz, depending on what characteristics the sensor shall have. The greater the required measuring distance is, the lower frequencies must be used.

Few creatures also make use of ultrasound for guidance. These are mainly the dolphin (in water) and the bat (in the air, as our sensors). Both have bad organs of sight and send ultrasonic waves up to 200kHz. In addition, also other creatures can hear frequencies above 20 kHz although they probably don’t have a benefit for their orientation:

Man 20kHz, Dog 50kHz, Cat 60kHz, Grasshoper 95 kHz, Shrew 115kHz

The dolphin transmits and receives ultrasonic waves in water in order to detect obstacles and beasts of prey. Since the acoustic impedance of water is about 3000 times higher than that of air, both waves generated by animal as well as by technique reach much farer in water than in air.

For the bat living in air it is more difficult. Its high-frequency sound waves do not extend so far. But it also has the most advanced ultrasonic location system. The high frequency enables it to get a very fine local resolution. The ultrasonic cries of bats are produced in the larynx and emitted through the mouth to the outside. When the emitted waves meet a flying body, e.g. a small prey animal, they are reflected and returned to the ears, which serve as a sound signal receiver. The hearing organs of bats must have an amazingly good sound analysis capability. It is believed that due to only microsecond short differences in time of sound flight between the left and right ear they are able to get a three-dimensional acoustic image. Therefore a bat can orient itself with their ears in the absolutely dark, as we do with our eyes at daylight.

As engineers we need to give us once more defeated by nature.

Ultrasonic sensors in road and tunnel construction

During the construction of major highway and railway projects, particularly in tunnel construction, huge quantities of excavation occur. When the mining takes years, it is worth to use giant conveyor belt systems. Such installations may be several kilometers long and have a capacity of more than 1000 tons/hour. These belts are of course fully automated. This creates the risk that the excavation blocks the hopper at the transfer points from one band to another.

For permanent monitoring of the transfer stations robust ultrasonic sensors are used. They look down into the hopper and report if the level exceeds a certain value. The plant will then be slowed or stopped accordingly. Suitable ultrasonic sensors from Waycon Positionsmesstechnik are those of the UN series. The outstanding feature of the UN series is its high acoustic power combined with small sensor size. This is achieved with new optimized SONARANGE transducers, working at high electrical voltages. Thus also small, moving and poorly reflecting objects can be safely detected. Moreover the sensors work also under high contamination. With a length of <40mm the UN sensors are the most compact ultrasonic sensors for such high measuring ranges.

Ultraschallsensoren im Einsatz beim Abpacken von Schnittblumen

Die Einsatzmöglichkeiten von Ultraschallsensoren sind sehr vielseitig

Schnittblumen, die in grossen Mengen international ausgeliefert werden, müssen frisch, rationell, aber trotzdem sehr sanft verarbeitet und verpackt werden. In einer vorliegenden Blumen-Verpackungsmaschine wird erkannt, wann wieder ein Blumenstrauss in der Wanne zum Umpacken bereit liegt. Ein Ultraschallsensor der Serie UFA schaut von oben auf die Blumen herab und gibt ein "da / nicht da" Signal aus. Der Ultraschallsensor wurde gewählt, weil nur er in der Lage ist, die sehr unterschiedlichen Formen, Farben und Oberflächen der Blumen zuverlässig zu detektieren.

Warum Ultraschall?

- unabhängig von Material, Oberfläche, Farbe, Grösse

- arbeitet bei Staub, Schmutz, Nebel, Licht

- tastet transparente und glänzende Objekte ab

- weite Messbereiche von wenigen mm bis 5m

Herausragende Merkmale der UFA Serie sind die kleine, sowie die Version mit um 90° abgewinkeltem Schallwandler für besonders enge Einbauverhältnisse. Die Sensoren sind sowohl als reine Nährungsschalter als auch als Distanzsensoren mit Analogausgängen in V oder mA erhältlich. Geeignete Anwendungen sind die Objekterkennung sowie Distanz- oder Füllstandsmessung. Dank der neuen Schallwandler-Dichtung sind die UFA Sensoren gegen viele Umwelteinflüsse sehr robust. Insbesondere sind sie im Gegensatz zu vielen anderen Ultraschallsensoren ölbeständig.

Wegaufnehmersysteme in Baumaschinen

Baumaschinen werden heute insbesondere durch Hydraulik gesteuert und bewegt. Elektronik und Steuerungstechnik spielen in vielen Anwendungen noch eine untergeordnete Rolle, finden jedoch zunehmend ihren Einzug durch sicherheitsrelevante Aspekte und unterstützende Funktionen sowie Produktivitätssteigerung. z.B. punktgenaues Positionieren der Last bei Hebemaschinen oder das Eingrenzen von Arbeitsbereichen zum Arbeitsschutz. Wegaufnehmersysteme in Baumaschinen bewähren sich immer dann, wenn unter extremen Bedingungen genaue Werte über Position, Auslenkungswinkel oder Geschwindigkeit benötigt werden.

UBA-A Ultraschall-Gabelschranken für Kantendetektion mit Teach-In Funktion

Mit der neuen Teach-In Funktion kann der Sensor optimal an den aktuell herrschenden Luftzustand angepasst werden. Zudem können auch schalldurchlässige Materialien wie Textilien gemessen werden. Mit dem Teach-In kann sowohl der Signalausgang bei ganz geschlossener, als auch bei voll offener Schranke definiert werden. Zusätzlich kann das Ausgangssignal mittels Teach-In auch invertiert werden. Die neuen Sensoren

können sowohl über die Tastatur als auch über den Stecker eingelernt werden. 3 LED’s zeigen die gemessene Position in 5 Schritten grob an.

Die neuen grösseren Gabelweiten sind vor allem dann interessant, wenn die Materialbahn vertikal stark flattert, oder wenn sie nicht immer auf der selben Höhe verläuft.

• Teach-In (einlernen) des offenen und bedeckten Zustandes >> Anpassung an den aktuellen Luftzustand (Meereshöhe und Luftfeuchtigkeit)
• Teach-In mittels Tastatur oder extern über das Kabel
• Teach-In für invertierten Ausgang (0...10V oder 10...0V)
• Erlaubt auch die Kantensteuerung von akustischen transparentem Material
• robuster M12 Stecker, 3 LEDs zur Anzeige der aktuellen Kantenposition sowie des teach-In Prozesses
• total 4 Versionen mit 4 verscheidenen Gabelweiten und 2 Messbreiten

Anwendungen für Ultraschallsensoren

Niveauüberwachung:

• Niveaumessung in Behältern und bei Prozessen
• Pegelmessung an Abwasserkanälen
• Rückstaukontrolle an Transportbänden
• Abstandsüberwachung an Mähdreschern, Rübenerntern etc.
• Überwachung des Flüssigkeitsspiegels

Regelung:

• Bandzugs- bzw. Durchhangregelung
• Rückmeldung der Stellung von Schiebern und Ventilen
• Messung des Rollendurchmessers an Wickelvorrichtungen
• Abtastung beim Kunststoffblasen
• Abtastung von Zufuhrmaterial

Zählen / Erfassen:

• Zutrittskontrolle an Drehtüren, Schaltern etc.
• Abtastung von glasklaren Objekten, Folien, Glasscheiben und Flaschen
• Zählen und Erfassen von Objekten mit schwieriger Oberfläche
• Erfassung von Fehlbelegungen auf Transportbänden

Ultraschallsensoren arbeiten berührungslos und sind durch ihre Schutzklasse IP67 und Gehäuseausführung unempfindlich gegen Wasser, Schmutz, Staub und Chemikalien. Sehr kleine Körper können noch zuverlässig detektiert werden.

Einsatz von Seilzugsensoren im alten Grabdenkmal

Ein altes Grabdenkmal von ca. 300 v. Chr. wurde vor 100 Jahren in der Nähe von Thessaloniki, Mazedonien, Griechenland ausgegraben. Im Laufe der Jahre wurde das Grab durch Bodenerosionen instabil. Eine Lösung zur Stabilität des alten Grabmals musste her. Das Ministerium für Kultur beauftragte die Fa. „Neotek“ , ein griechischer Distributor der WayCon Positionsmesstechnik GmbH eine geeignete Lösung zu finden.

Absolut notwendig zur Durchführung des Projekts, war ein geeignetes Messsystem zur Erfassung der relevanten Daten. Hier werden eine Vielzahl von Seilzugsensoren der Serie SX eingesetzt die mit einem Überwachungsmonitor verbunden sind. Die Stromversorgung erfolgt über einen Timing Schalter. Die Seilzugsensoren überwachen die strukturellen Verformungen und Konvergenzen. Messungen werden alle 6 Stunden durchgeführt und die Daten fließen in den Daten-Logger ein.
weitere Bilder
Slideshow

Präzision bei Eiseskälte. Distanzen und Geschwindigkeiten reflektorlos messen mit dem Laser-Distanzmessgerät der Serie LLD.

Wer auch bei extremen Witterungsbedingungen auf millimetergenaue Positionierung achten muss, ist mit der neuen Generation der WayCon Laser-Distanzmessgeräte LLD bestens gerüstet. Diese bringen einen entscheidenden Vorteil für die industrielle Automation: den zuverlässigen Einsatz im Temperaturbereich von minus 40°C bis plus 50°C.Damit sind die Sensoren auch für Kühlhäuser und bei hohen Minusgraden im Außenbereich ohne zusätzliche Maßnahmen einsatzbereit und garantieren exzellente Messergebnisse.
Die Laser-Distanzmessgeräte der Serie LLD von WayCon Positionsmesstechnik sind optoelektronische Sensoren für den industriellen Einsatz. Für Abstandsmessungen bis zu 150 m haben sich die Geräte durch präzise und berührungslose Messungen, wie in automatisierten Fertigungsprozessen oder der Positionierung von Kränen, vielfach bewährt. Millimetergenaue Messergebnisse sind bis zu einer Distanz von 30 m auch ohne zusätzliche Reflektorelemente möglich. Ein gut sichtbarer roter Laserpunkt hilft, den augensicheren Messstrahl exakt auf das anzumessende Objekt auszurichten. Ausgestattet mit Standardschnittstellen wie Profibus DP, SSI, RS232 oder RS422 sowie einstellbaren Schalt- und Analogausgängen, sind die Sensoren leicht in industrielle Umgebungen auch mit Feldbussteuerung zu integrieren.

Messung von Linearen und Nichtlinearen bewegungen: Seilzug Positionssensor der Serie SX

Präzise Positionserfassung von Bewegungen : mit dem Seilzugwegaufnehmer der Serie SX von der Fa. Waycon Positionsmesstechnik. Diese hoch dynamischen Sensoren erfassen im Messbereich von 1250mm – 6000mm , präzise schnelle Bewegungsabläufe und hohe Beschleunigungen des Messobjekts. Die hohe Qualität der Produkte ermöglicht den Einsatz in harter Industrieumgebung.
Diese Sensortechnik bietet mit Ihrer kleinen Baugröße, der geringen Montagezeit und den wählbaren Ausgangsformen eine kosteneffiziente und flexible Lösung für vielfältige Industrieapplikationen.

Der Seilzug SX ist einer von vielen Positionssensoren im Produktportfolio der Waycon Positionsmesstechnik. Diese Seilzugwegaufnehmer haben sich bereits erfolgreich und vielfach bewährt z. B.: bei medizinischen Geräten (CT Liegen), in der Automobil und Maschinenbauindustrie, Lager und-Fördertecnik und vielen anderen Einsatzgebieten.

Seilzugsensor im Gabelstapler

Für die Anwender und Hersteller von Gabelstaplern gilt es jetzt und in Zukunft ein Wegmesssystem einzusetzen, das alle Anforderungen, wie Qualität und Benutzerfreundlichkeit, erfüllt.
Die WayCon GmbH aus Taufkirchen(Ger) setzt mit ihrer optimierten Produktion von Seillängengebern auf eine robuste und einmalig optimierte Bauform.
Die Seillängengeber der Baureihe SX80 Messbereiche bis zu 3000mm, SX120 Messbereiche bis zu 6500mm, SX135 ab 8m sind Konstruktionen, die gerade die Ansprüche, die in der Logistik und Industrie gefordert sind, erfüllen.
Alle Seilzugsensoren, die in den Bereichen Logistik, Gabelstapler und Flurförderfahrzeuge eingesetzt werden, gibt es mit den herkömmlichen industrietauglichen Schnittstellen, mit den verschiedenen Ausgängen: Potentiometrisch, Spannung 0-10V, Strom 4-20mA, Encoder, Absolutencoder sowie alle gängigen BUS -Systeme.

Seilzugsensor als Wegsensor

Das Sensorelement bzw. der Impulsgeber (Encoder) bildet das gewünschte Ausgangssignal. Die hoch dynamischen Sensoren erfassen präzise schnelle Bewegungsabläufe und hohe Beschleunigungen des Messobjektes. Die hohe Qualität dieser Wegaufnehmer ermöglicht den Einsatz in harter Industrieumgebung. Speziell für den Off-Shore Einsatz entwickelte Geräte besitzen eine Hart-Coat-Beschichtung. Diese Geräte sind resistent gegen aggressive Umgebungseinflüsse wie z.B. Salzwasser.
Spezialgeräte mit einer kundenseitigen Vor-Ort-Encodermontage sowie angepasste Gehäusevarianten sind erhältlich.
Die WayCon Positionsmesstechnik GmbH ist Hersteller hochwertiger Seilzugwegaufnehmer für den industriellen Einsatz. Diese Sensortechnik bietet mit ihrer kleinen Baugröße, der geringen Montagezeit und den wählbaren Ausgangsformen eine kosteneffiziente und flexible Lösung für vielfältige Industrieapplikationen.