Messprinzipien

Welches Messprinzip für Ihre Messaufgabe?

Bei der Lösung einer Messaufgabe mittels Ultraschall ist zunächst die Wahl des passenden Messprinzips entscheidend. SECO Sensor bietet Ultraschallwandler, die auf verschiedene Verfahren optimiert sind – von der einfachen Abstandsmessung, über die exakte Bahnkantensteuerung bis hin zur komplexen Durchflussmessung mit Bestimmung der Gaszusammensetzung.

Alle Messprinzipien basieren auf der Nutzung von Ultraschallwellen, doch ihre Funktionsweise und die für die jeweilige Anwendung perfekt passenden Wandlertypen unterscheiden sich grundlegend. Je nach Messprinzip werden einer oder mehrere Ultraschallwandler verwendet, die im Sender-Empfänger- oder Impuls-Echo-Betrieb arbeiten.

Während im Impuls-Echo-Betrieb typischerweise ein einzelner Wandler gegen einen Reflektor schallt und vor allem zur Abstandsmessung und Objekterkennung eingesetzt wird, kommen beim Sender-Empfänger-Betrieb meist zwei gegenüberliegende Wandler zum Einsatz, ideal für Durchflussmessung, Bahnkantensteuerung und Doppelbogenkontrolle.

Damit Sie die für Ihre Messaufgabe das passende Messprinzip finden, zeigen wir Ihnen im Folgenden typische Anwendungsfälle.

Abstandsmessung:

Nah dran oder weit vorbei? – Abstände zuverlässig erfassen

Messprinzip:
Bei der Abstandsmessung arbeiten Ultraschallwandler typischerweise im Impuls-Echo-Betrieb. Aus der Laufzeit des Signals vom Wandler zum Reflektor und zurück berechnet sich der Abstand zwischen Wandler und Objekt. Für große Reichweiten empfehlen wir unsere richtscharfen Ultraschallwandler. Dank hoher Signalspannung und fokussierter Schallkeule erhalten Sie auch auf mehrere Meter zuverlässige Messwerte. Für extra schnelle Messungen mit kleiner Blindzone im Nahbereich wählen Sie unsere Impulswandler.

Wandler-Spezifikation:

  • hohe Signalspannung für große Reichweiten
  • fokussierte Schallkeule mit kleinem Öffnungswinkel
  • Nahdistanzwandler für Messung mit kleiner Blindzone

Anwendungsbeispiele:
Automatisierung, Robotik, Landwirtschaft, Logistik

Bahnkantensteuerung:

Alles in der Spur – dank Echtzeit-Bahnkantenüberwachung.

Messprinzip:
Bei der Bahnkantensteuerung sind üblicherweise zwei Ultraschallwandler gegenüberliegend in einer Messgabel angeordnet. Diese arbeiten nach im Sender-Empfänger-Betrieb. Das Bahnmaterial wird in die Gabel eingeführt und befindet sich in der Schallstrecke zwischen Sender und Empfänger. Je nach Lage der Bahn wird die Schallstrecke unterschiedlich stark abgedeckt. Anhand der Intensität des empfangenen Signals wird die Position der Bahnkante in Echtzeit überwacht. Für ideale Messergebnisse wählen Sie unsere bewährten Impulswandler.

Wandler-Spezifikation:

  • Echtzeitmessung dank schnellem Ausschwingen und hoher Wiederholrate
  • großflächiger Messbereich durch Anordnung der Wandler in Mehrfach-Arrays
  • optional Direktmontage in kundenspezifische Messgabel

Anwendungsbeispiele:
Zeitungsdruck, Papierindustrie, Textilproduktion, Folienindustrie

Doppelbogenkontrolle:

Alles einfach? – Erkennen Sie Doppelbögen schnell und zuverlässig.

Messprinzip:
Bei der Doppelbogenkontrolle arbeiten typischerweise zwei gegenüberliegende Ultraschallwandler nach dem Sender-Empfänger-Prinzip. Anhand der Intensität des transmittierten Signals wird Doppellagigkeit erkannt. Für eine großflächige Messung ohne Übersprechen empfehlen wir die Anordnung unserer Ultraschallwandler in Mehrfach-Arrays. Perfekt für die Verwendung in Arrays eignen sich Impulswandler oder unsere innovativen Einfachwandler.

Wandler-Spezifikation:

  • hohe Signalspannung für Transmissionsmessung
  • großflächiger Messbetrieb dank Mehrfach-Array-Bauform
  • sehr schnelle Messungen dank hoher Wiederholrate

Anwendungsbeispiele:
Druck-, Folien- und Textilindustrie, Geldausgabeautomaten, Etikettenerkennung

Durchflussmessung:

Wartungs- und kalibrationsfrei – exakte Strömungsmessung per Ultraschall

Messprinzip:
Die Durchflussmessung arbeitet typischerweise mit zwei Ultraschallwandlern im Sender-Empfänger-Betrieb. Die Schallstrecke befindet sich dabei in einem definierten Winkel zur Flussrichtung. Aus der Differenz der Schalllaufzeit kann die Strömungsgeschwindigkeit und somit der Volumenfluss des Gases schnell und exakt berechnet werden. Da die Ultraschall-Durchflussmessung ohne bewegliche Teile arbeitet, sind die Geräte verschleiß- und wartungsfrei.

Wandler-Spezifikation:

  • hohe Wiederholraten dank schnellem Ein- und Ausschwingen
  • kleine Bauformen sorgen für weitgehend ungestörte Strömungsverhältnisse
  • wartungsfrei dank Verzicht auf bewegliche Teile

Anwendungsbeispiele:
Gaszähler, Spirometrie in der Medizintechnik, O2/CO2-Sensoren

Füllstandsmessung:

Halb voll oder halb leer? – Exakte Füllstandsmessung per Ultraschall

Messprinzip:
Für die stetige Überwachung des Füllstandes in einem Behälter arbeitet ein Ultraschallwandler im Impuls-Echo-Betrieb. Aus der Laufzeit des Signals und der bekannten Schallgeschwindigkeit berechnet sich der Abstand zwischen Wandler und Oberfläche des Mediums. Für eine exakte Messung mit großer Reichweite empfehlen wir unsere richtscharfen Wandler. Hier bieten wir ein breites Portfolio an Produkten an. Unser größter Ultraschallwandler misst bei einem Einbaudurchmesser von 6 cm bis zu 8 Meter weit. Unser kleinster Ultraschallwandler hat einen Einbaudurchmesser von nur 6 mm und ermöglicht eine zuverlässige Messung in kleinste Gefäße.

Wandler-Spezifikation:

  • hohe Signalspannung und schmale Schallkeule
  • zuverlässige Funktion auch bei Benetzung, Staub, Dunkelheit
  • robust, langlebig und chemisch gut beständig

Anwendungsbeispiele:
Füllstandsmessung von oben auf Flüssigkeiten und Schüttgüter in Silos & Tanks, Messung in kleinen Gefäßen (z.B. Pipetten)

Windmessung:

Windgeschwindigkeit und Windrichtung präzise messen – auch in stürmischen Zeiten.

Messprinzip:
Ein typisches Anemometer besteht aus zwei Paaren von gegenüberliegenden Ultraschallwandlern, die 90° versetzt zueinander angeordnet sind und im Sender-Empfänger-Betrieb arbeiten. Mittels einer exakten Differenzmessung der jeweiligen Schalllaufzeiten kann die Geschwindigkeit und die Richtung des Windes schnell, präzise und wartungsfrei ermittelt werden. Für eine zuverlässige Funktion in kalten Messumgebungen statten wir die Ultraschallwandler optional mit einer passenden Heizung aus.

Wandler-Spezifikation:

  • breiter Öffnungswinkel für ein starkes Signal auch bei Verwehung durch hohe Windgeschwindigkeiten
  • optional Heizung für zuverlässige Messung unterhalb des Gefrierpunktes
  • optional wasser- und schmutzabweisende Frontflächenbeschichtung

Anwendungsbeispiele:
Windkraftanlagen, Umweltüberwachung, Smart-Home-Anwendungen, Navigation

Sprechen Sie uns an, um Ihre Ultraschall Sensortechnik zu optimieren

Als Unternehmen, das nach hochwertigen Ultraschallwandlern für die Sensortechnik sucht, laden wir Sie ein mit uns Kontakt aufzunehmen. Bei SECO Sensor erhalten Sie bewährte Standardwandler, individuell angepasste Lösungen und Spezial-Entwicklungen für komplexe und herausfordernde Messaufgaben. Auf Basis unserer langjährigen Erfahrung beraten wir Kunden von der ersten Idee, über den Prototypenbau bis hin zur Serienfertigung.

Kontaktieren Sie uns noch heute und lassen Sie uns gemeinsam neue Maßstäbe in der Ultraschall- Sensortechnologie setzen! Ich freue mich auf Ihre Anfrage.

Ihr Ansprechpartner Geschäftsführer Eugen Gergert von SECO Sensor

Eugen Gergert

Geschäftsführer

Was macht unsere Ultraschallwandler so einzigartig?

Es beginnt mit unserem bewährten Materialkonzept aus eigens entwickelten und im Haus selbst produzierten akustischen Anpassmaterialien, selbst konfektionierte Litzen und hochwertigen Vergussmassen nach eigenen Rezepten. Diese innovativen Materialien ermöglichen eine feine, individuelle Abstimmung der elektroakustischen Eigenschaften des Wandlers und sorgen für eine optimale Schallübertragung.

Hochwertige Piezokeramiken „Made in Germany“

Ein weiterer Schlüssel zu der hervorragenden Qualität unserer Ultraschallwandler liegt in der Verwendung von Premium-PZT-Keramiken (Piezoelektrische Materialien) – vorzugsweise lokal eingekauft und in hoher Qualität. Das ermöglicht eine geringe Streuung der Kleinsignalwerte und der Geometrie und sorgt dafür, dass Sensoren mit unseren Wandlern selbst in den anspruchsvollsten Messumgebungen zuverlässig und exakt funktionieren. SECO Sensor bietet für zahlreiche industrielle Anwendungen passende Ultraschallwandler. Schauen Sie in unserem Produktfinder vorbei.

Die Kombination aus Material und Erfahrung

Unsere Expertise beschränkt sich nicht nur auf die Materialien. Wir bringen jahrzehntelange Erfahrung in der Entwicklung und Serienfertigung von Ultraschallwandlern für Luft und Gase mit. Das Knowhow unserer Produktverantwortlichen, ebenso wie unserer Mitarbeitenden in der Fertigung, ermöglicht es uns, maßgeschneiderte Lösungen für eine Vielzahl von Anwendungen anzubieten. Egal, ob Sie Ultraschallwandler für Abstandsmessungen, Doppelbogenkontrolle oder Windmessung benötigen – wir haben die Erfahrung und die Technologie, um  Sie bei Ihrer individuellen Messaufgabe zu unterstützen.

Unsere Kunden wissen, dass die Qualität des Ultraschallwandlers mitentscheidend für die Gesamtqualität ihrer Sensoren ist. Mit Ultraschallwandlern von SECO Sensor können Sie sicher sein, dass Ihre Sensoren selbst unter extremen Umweltbedingungen oder in anspruchsvollen Einbausituationen zuverlässige und genaue Messergebnisse liefern.

Zwei Betriebsarten unserer Ultraschallwandler – je nach Messprinzip optimal

SECO Sensor ist spezialisiert auf die Entwicklung und Herstellung hochwertiger Ultraschallwandler, die in verschiedenen Sensoranwendungen eingesetzt werden. Je nach Messprinzip wird eine der zwei bewährten Betriebsarten für unsere Ultraschallwandler gewählt:

Der Impuls-Echo-Betrieb

Bei diesem Verfahren sendet typischerweise ein einzelner Ultraschallwandler definierte Ultraschallsignale aus. Diese Signale werden von einer Oberfläche oder einem Objekt reflektiert und kehren als Echo zum Wandler zurück. Der Wandler arbeitet demnach gleichermaßen als Sender und Empfänger. Durch die Messung der Laufzeit, die der Schall für den Hin- und Rückweg benötigt, kann der Abstand zum Objekt präzise bestimmt werden.

Optimal für folgende Anwendungen:

  • Abstandsmessung: Bestimmung der Distanz zu einem Objekt, beispielsweise in der Automatisierung, Landwirtschaft, Robotik oder Logistik.
  • Füllstandsmessung: Ermittlung des Füllstands in Behältern jeder Größe ohne direkten Kontakt zum Medium, beispielsweise in der Landwirtschaft oder Automatisierung.
  • Anwesenheitskontrolle: Erkennung, ob ein Objekt vorhanden ist oder nicht.

Der Sender-Empfänger-Betrieb

Hierbei werden meist zwei oder mehr Ultraschallwandler verwendet. Typischerweise arbeitet einer Wandler als Sender und der andere als Empfänger. Der Sender sendet Ultraschallsignale aus, die vom Empfänger aufgenommen werden. Veränderungen im Medium zwischen Sender und Empfänger beeinflussen das empfangene Signal, was zur Messung genutzt wird.​

Optimal für folgende Anwendungen:

  • Durchflussmessung: Bestimmung von Strömungsgeschwindigkeit und Volumenstrom von Gasen, beispielsweise in Gaszählern oder in der Medizintechnik.
  • Windmessung: Erfassung von Windgeschwindigkeit und Windrichtung, beispielsweise in Windkraftanlagen, der Umweltüberwachung oder der Navigation.​
  • Bahnkantensteuerung: Überwachung der Position von Materialbahnen auf einer Maschine, beispielsweise in der Druck-, Folien- oder Textilindustrie.
  • Doppelbogenkontrolle: Kontrolle auf Doppel- oder Mehrlagigkeit von Bögen, beispielsweise in der Druck-, Folien- oder Textilindustrie.