20.08.2020

Füllstandsüberwachung mit Ultraschall im Miniaturformat

Keine leeren Töpfe

Der Automatisierungsgrad von Zuführ- und Vereinzelungstechnologien nimmt stetig zu. So ermöglichen z.B. Miniatur-Ultraschallsensoren eine zuverlässige Füllstandsüberwachung von Vibrationswendelförderern, um Anwendern ein sofortiges Feedback über Minimal- und Maximalstände der Behälter und somit zum benötigten Materialnachschub zu geben. Möglich wird dies dank zweier unabhängiger Schaltausgänge und einer IO-Link-Schnittstelle.

Autor: Fabian Repetz


Durch den Ultraschall-Reflextaster U1KT001 lassen sich Minimal- und Maximalfüllstände zuverlässig erfassen, wie z.B. bei einem Vibrationswendelförderer.
Bild: Wenglor Sensoric GmbH

Um den Nachschub an Schrauben, Nieten oder Bolzen in Vibrationswendelförderern sicherzustellen, muss deren Füllstand im laufenden Prozess kontinuierlich überwacht werden. Durch die Vibration des Behälters werden die Objekte über eine Wendel vereinzelt und abtransportiert, der Topf wird also immer leerer. Die Kontrolle des Füllstands übernimmt ein Ultraschall-Reflextaster. Andere Funktionsprinzipien wie etwa optoelektronische Sensoren kommen für diese Anwendung aufgrund der starken Vibration der Objekte nicht in Frage. Der Ultraschallsensor hingegen liefert materialunabhängig auch auf transparenten, dunklen oder spiegelnden Oberflächen zuverlässig zwei digitale Schaltsignale. Die Festlegung der Schaltpunkte erfolgt via IO-Link, direkt am Sensor über Teach-in oder über die Software wTeach. Der Taster arbeitet dabei im Reflexbetrieb mit einer Reichweite von 400mm, bietet aber auch einen Schranken- oder Synchronbetrieb für weitere Anwendungsfälle. Durch die variable Anpassung des Öffnungswinkels der Sensoren lassen sich zudem gezielte Bereiche erfassen. Bei Vibrationswendelförderern ist diese Funktion besonders nützlich, um sicherzustellen, dass nicht die stufenförmigen Kanten, sondern der Boden des Behälters genau getroffen wird.

Leichte Integration dank Miniaturbauform

Trotz der engen Platzverhältnisse in den Wendelförderanlagen lässt sich der Ultraschallsensor leicht integrieren: Dank des Miniaturgehäuses aus Kunststoff im Format 32x16x12mm, was kaum größer als die Entertaste einer PC-Tastatur ist, fügt sich der Sensor ideal ein. "Das ist einer der kleinsten Ultraschallsensoren, den es am Markt gibt", so Maria Boos, Produktmanagerin bei wenglor sensoric. "Zusätzlich zu seiner kleinen Größe überzeugt der Sensor aber auch durch seine beiden unabhängigen Schaltausgänge sowie die Schutzart IP68. Damit lässt er sich auch in rauen Industrieumgebungen einsetzen, wo Späne, Staub oder auch die Reinigung durch Wasser zur Tagesordnung gehören. Genau richtig also für den Einsatz in Wendelförderern." Zusätzlich sorgt ein Temperaturbereich von -30 bis +60°C dafür, dass die Sensoren in unterschiedlichen industriellen Anwendungen zuverlässig arbeiten, von der Pharmabranche über die Verpackungs- bis hin zur Elektronikindustrie.

Direktes Feedback für Anwender

In Vibrationswendelförderern wird der Bediener dank der beiden Schaltausgänge zweistufig über den Füllstand informiert: wenn der Behälter noch gut bedeckt bzw. er fast leer ist. Die Schaltsignale des Sensors lassen sich entweder via IO-Link direkt an eine Steuerung senden oder aber am Sensor selbst durch eine Status-LED wahrnehmen. Neben dem Schaltsignal ist dort auch die Spannungsversorgung ersichtlich. Der zweite Sensorausgang kann alternativ als Diagnoseausgang genutzt werden. Somit lässt sich an Vibrationswendelförderern automatisiert ein ununterbrochener Materialnachschub sicherstellen. "Für die Kontrolle von Füllständen bedeutet dies einen sicheren, nahtlosen Prozess und somit eine spürbare Reduktion von Maschinenstillständen", erklärt Boos.

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