TDK Electronics · TDK Europe

Ultraschall-Sensormodul

Kompakt und Robust

Das kompakte Ultraschall-Sensormodul (USSM) benötigt für die Erfassung von Objekten mit Hilfe von Ultraschallwellen nur eine piezoelektrische Scheibe als Sender und Empfänger. Dabei werden zur Signalerzeugung und -verarbeitung ein integrierter Treiber und Signalprozessor eingesetzt. Die überaus kompakte Bauform und die mechanische Entkopplung macht das Ultraschall-Sensormodul zu einer sehr robusten und vielseitig einsetzbaren Komponente mit hervorragenden EMV-Eigenschaften. Außerdem ist das Modul nach IP65 und IP67 vor Staub und Spritzwasser geschützt. Deshalb ist es die ideale Wahl bei zahlreichen industriellen Anwendungen und für raue Umgebungen, wie Mäh- oder Lieferroboter.


Vorteile

 Benefit Robustness Pic

Mechanische und elektrische Robustheit

  • Kompakte Abmessungen
  • Kunststoffgehäuse sorgt für stabile Struktur und einfache Integration ins System
  • Entkopplungselement sorgt für zuverlässige Messwerte trotz Chassisvibration
  • Staub- und spritzwassergeschützt nach IP65/67
  • Hohe elektromagnetische Verträglichkeit
 Benefit Features Pic

Merkmale und Eigenschaften

  • Aussenden und Empfangen von Ultraschallwellen mit nur einer einzigen Piezoscheibe
  • Messwandler einschließlich intelligenter integrierter Steuerung in einem einzigen Modul
  • Messbereich
    • von 18 bis 500 cm im Single-Modus
    • von 4 bis 500 cm im Pitch-and-Catch-Modus
  • Messfeld (Field-of-View, FoV) bis zu 90°
  • Niedriger durchschnittlicher Stromverbrauch von 5,5 mA bei 12 V Versorgungsspannung
  • Digitale IO-Schnittstelle
 Benefit ASIC Pic

Fortschrittliche ASIC-Technologie integriert

  • Fortschrittliche Signalverarbeitung
  • Nahfelderkennung
  • Störunterdrückung
  • Vom Kunden programmierbare Einstellungen
    • Vorprogrammierte EEPROM
    • Zusätzlicher interner RAM für die Kundennutzung

Zuverlässigkeit

ISO

Alle unsere Standorte sind nach den folgenden Normen zertifiziert: ISO 9001, IATF 16949, ISO 14001 




Grundlegendes Funktionsprinzip der Messung

 Schema Pic
  • Time-of-Flight-Laufzeitsensor (ToF) mit

    d = ½·ToF·cair

    d: Entfernung | ToF: Laufzeit | cair: Schallgeschwindigkeit in Luft
     
  • Integrierter Treiber- und Signalprozessor steuert die Piezoscheibe und berechnet die Laufzeit
  • Die Piezoscheiben senden und empfangen Ultraschallwellen
  • Senden des Laufzeitsignals über digitale, bidirektionale IO an externe Steuereinheit
  • Die externe Steuereinheit berechnet den Abstand

 


Anwendungen

 Level Sensing
 Autonomous Guided Vehicles
 Industrial Robots

Ultraschall-Sensormodul Starter-Pakete

Ultraschall-Sensormodul

 1 USSM sensor Pic

Ultraschall-Sensormodul (USSM) zur berührungslosen Objekterkennung und Füllstandsmessung in industriellen Anwendungen.

TDK Demo-Kit

 3 USSM demo kit Pic

Das TDK Demo Kit enthält das TDK Demo Board mit USB-A zu Micro-B-Kabel, zwei Ultraschall-Sensormodule, zwei Sensorkabel und zwei Dichtungen.


Weitere Produkt-Ressourcen




Datenblätter & Suche

PDF Bestellnummer Durchmesser (mm) Dicke (mm) Kapazität (pF) Serien-Resonanz-Frequenz (kHz) Type
B59110W2111W032 22 10.5 --- 74.5 USSM1.0 PLUS-FS

Sie können bis zu 20 Dateien gesammelt als zip-Datei herunter laden. Markieren Sie dazu die gewünschten Dateien und klicken Sie auf Download unter der Liste.

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Häufig gestellte Fragen

Kann das Ultraschall-Sensormodul mit weniger als 12 V betrieben werden?

Die Mindestspannung für die Inbetriebnahme des Sensors beträgt etwa 8 V. Die nominale Versorgungsspannung beträgt 12 V, sodass ein DC-DC-Wandler und ein Level-Shifter für die IO-Leitung erforderlich sind.

Wie groß ist der Betriebstemperaturbereich?

Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -40 °C und +85 °C. Der Funktionsumfang (max. Abstand) kann bei extremen Temperaturen reduziert sein.

Wie hoch ist die Auflösung der Messung?

Die Auflösung ist abhängig von den Umständen und der Messumgebung. Unter idealen Bedingungen kann eine Genauigkeit von ca. 4 mm erreicht werden, in den meisten Fällen ist jedoch mit ca. 1 cm zu rechnen.

Kann das Modul ein Objekt erkennen, das näher als 18 cm ist?

Die Objekterkennung ohne Abstandsmessung ist bis zu 0 cm mit einem einzigen Modul möglich. Eine Objekterkennung mit Abstandsmessung bis zu 4 cm ist durch den Einsatz mehrerer Ultraschallsensormodule möglich.

Welchen Einfluss hat die Temperatur auf die Messung?

Die Schallgeschwindigkeit in Luft ist temperaturabhängig und kann näherungsweise mit c = 331 m/s + 0,6 * T   angegeben werden. Da die Messgröße die Laufzeit ist, sollte die Temperatur kompensiert werden.

Wie beeinflusst die Umgebung die Messung (Regen, Schnee usw.)?

Starker Regen, Schnee oder Staub, die sich auf der Membranoberfläche ablagern, können das akustische Signal verringern und somit die Messfähigkeit beeinflussen. Leichter Regen oder Schneefall hat keinen Einfluss auf die Messung.

Ist Triangulation (3D-Ansicht) möglich?

Bei Verwendung mehrerer Ultraschallsensormodule ist eine Triangulation möglich.

In welchen Farben ist das Modul erhältlich?

Derzeit ist nur die Farbe Schwarz möglich.

Kann das Modul hinter einer Abdeckung (d.h. hinter einer Glasabdeckung) arbeiten?

Da das Modul mit Ultraschall arbeitet, ist eine "freie" Sicht auf das Ziel erforderlich, darf also nicht hinter irgendeiner Abdeckung angebracht sein.

Aus welchem Material besteht das Gehäuse?

Das Gehäuse besteht aus einem einzigen Stück eloxiertem Aluminium ohne jegliche Verbindungen.

Wie werden die Module kalibriert?

Während der Produktion stellt TDK durch die Messung von Impedanz, Kopplungsfaktoren, Güte (Q) und anderen Spezifikationen eine hervorragende Qualität sicher. Bei der abschließenden End-of-Line-Prüfung werden Treiberfrequenz, Dämpfung sowie analoge und digitale Verstärkungsfaktoren kalibriert, um eine konsistente Echodetektion sicherzustellen. Um noch genauere Ergebnisse zu erzielen, empfiehlt TDK, eine abschließende Kalibrierung des Sensors nach der Montage auf der Kundenseite durchzuführen (vor allem die Entfernung und Echohöhe).

Empfiehlt TDK irgendwelche Parameter/​Konfigurationen für das Modul? 

Die Sensoren werden mit einer Standardkonfiguration ausgeliefert, die sich für die meisten Anwendungen eignet. Für weitere kundenspezifische Parametrierung setzen Sie sich bitte direkt mit uns in Verbindung. 


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