Надеждно поведение при превключване на ултразвукови сонди върху различни повърхности

В съвременните процеси на опаковане и логистика продуктите се транспортират в най-различни материали: прозрачни фолиа, лъскави пластмасови опаковки, черни картонени опаковки или структурирани повърхности, като например балончета. Това поставя ключово предизвикателство пред автоматизацията: обектите трябва да бъдат надеждно разпознавани – независимо от цвета, прозрачността или текстурата на повърхността.

Особено сензорите за докосване бързо достигат физическите си граници. Съществува обаче технология, която преодолява тези препятствия: ултразвуковите сензори. Едно актуално приложение показва защо.

Компактен ултразвуков сензор U1KT за надеждно откриване на тъмни или малки обекти
Независима от цвета детекция с компактен ултразвуков сензор

Предизвикателството: материалите променят условията на оптичния сензор

В процесите на транспортиране, опаковане и обработка продуктите и опаковките се променят често – понякога дори в рамките на една и съща производствена партида. Въпреки това сензорът трябва да осигурява надеждна сигнализация: Обектът присъства или не присъства?

Типични проблемни случаи са

  • Прозрачни или силно отразяващи фолиа
  • тъмни или черни картонени кутии
  • Гланцирани пластмасови повърхности
  • неравномерни структури, като например фолио от балончета.

Оптичните сензори работят със светлина. В зависимост от материала обаче светлината се поглъща, отразява или предава. Това води до колебания в силата на сигнала и, в най-лошия случай, до неправилно превключване или неоткриване.

Защо ултразвукът работи по различен начин тук

Ултразвуковите сензори не работят със светлина, а със звукови вълни. Те се излъчват, отразяват се от обекта и се приемат отново от сензора. Решаващият фактор тук е

Оптичните свойства, като цвят, прозрачност или гланц, не оказват влияние върху измерването.

Дали опаковката е прозрачна, черна, гланцирана или матова – това няма значение за ултразвуковия сензор. Стига обектът да отразява звука (т.е. да няма силно поглъщаща звука повърхност), се постига стабилно откриване.

Това прави ултразвука особено подходящ за

  • Признание за филма
  • надеждно разпознаване на прозрачни обекти
  • Разпознаване на обекти с променящи се цветове
  • Материали с широко вариращи повърхностни структури

Важно на практика: правилното подравняване

Решаващ момент при интегрирането на ултразвуковите сензори е ситуацията при монтажа. За стабилен сигнал сензорът трябва да бъде подравнен под ъгъл 90° спрямо повърхността на обекта, ако е възможно.

Ако ъгълът е твърде малък, излъчваният звук може да се отклони и да не попадне върху приемната повърхност на сензора. Това не е недостатък на технологията, а физически ефект, който трябва да се вземе предвид при проектирането.

Правилното решение: миниатюрен ултразвуков сензор U1KT001

Серията U1KT на wenglor, като например U1KT001, е особено подходяща за такива приложения. Този сензор съчетава няколко свойства, които са търсени в съвременните концепции на машините:

Компактен дизайн
Миниатюрният дизайн позволява използване дори в много тесни монтажни пространства. Това създава свобода при проектирането и е идеално за машини за оригинално оборудване или за модернизация.

Голям работен диапазон (30-400 мм)
Широкият диапазон на детекция предлага гъвкавост за различни разстояния на обектите – както за нови инсталации, така и за проекти за модернизация на съществуващи линии.

Независима от материала детекция
Тъй като ултразвукът не зависи от оптичното отражение, резултатите от измерването остават стабилни – дори при прозрачни фолиа, тъмни опаковки или променящи се материали.

Типични области на приложение

Комбинацията от компактност, обхват и независимост от материала прави ултразвуковите сензори идеалното решение в области като:

  • Машини за опаковане
  • Конвейерна технология
  • Логистични системи
  • Системи за обработка и хранене


Когато продуктите, опаковките или материалите се променят често, ултразвукът осигурява постоянна надеждност на процеса, докато оптичните системи често трябва да се пренастройват.

Заключение

Ако обектите трябва да бъдат надеждно откривани въпреки променящите се цветове, прозрачности и повърхности, принципите на светлинните сензори бързо достигат физическите си граници. Ултразвуковите сензори заобикалят този проблем по своята същност.

U1KT001 е пример за това как дори взискателните приложения в областта на опаковането и логистиката могат да бъдат надеждно решени с компактен дизайн, гъвкав работен диапазон и независимо от материала откриване. Следователно ултразвукът е не само алтернатива, но често и по-надежден избор, особено за различни материали.

Автор

Picture of Макс Мустерман

Макс Мустерман

Длъжност