Sensores de ultrassom

Os sensores de ultrassom usam-se sempre que os sistemas óticos chegam a seus limites. Desta forma, podem ser detectados sem problemas até os objetos opacos e transparentes ou extremamente escuros, tal como os objetos com superfícies refletoras ou em ambientes com muita poeira, úmidos ou com vapor.

Flexibilidade e precisão: sensores de ultrassom com feixe sonoro ajustável

Novos sensores de ultrassom cúbicos com área cega pequena e três larguras de feixe sonoro ajustáveis para resultados precisos de chaveamento e medição

Os sensores de ultrassom são utilizados em várias indústrias. Eles detectam objetos praticamente independentemente da natureza do material. Os sensores de ultrassom provam seu valor até mesmo em superfícies brilhantes, reflexivas, muito escuras ou transparentes e em líquidos, e solucionam desafios nos quais os sensores óticos chegam aos seus limites.

A nova série 420B abrange sensores de ultrassom de chaveamento e medição em carcaças de plástico cúbicas compactas. Com os sensores de ultrassom HTU 420B no segmento padrão com uma saída de chaveamento (push-pull), oferecemos uma solução econômica em carcaça de plástico preta.

Os sensores de ultrassom HTU 420B em carcaças vermelhas são adequados para tarefas de detecção exigentes, com interface IO-Link e duas saídas de chaveamento. O feixe sonoro ajustável permite um uso muito flexível dos sensores e minimiza a diversidade de variantes na instalação: um tipo de sensor pode ser utilizado para diferentes aplicações. Com um feixe sonoro estreito é possível, por exemplo, detectar níveis de enchimento através de pequenas aberturas. Um feixe sonoro largo é adequado, por exemplo, para uma detecção confiável de objetos de reflexão difusa, como produtos com superfícies ou estruturas irregulares ou complexas. Um filtro de interrupção detecta curtas alterações de medição dentro de um intervalo específico causadas por objetos interferentes (por ex., agitadores) e pode suprimir sinais de interferência. Duas saídas de chaveamento independentes permitem um monitoramento de duas posições ou a detecção de dois níveis de enchimento.

Os sensores de medição de distâncias por ultrassom DMU 420B com saída analógica (opcionalmente corrente ou tensão) também dispõem de uma interface IO-Link e um feixe sonoro ajustável. O nível do sinal de corrente ou tensão é proporcional à distância do objeto.

Os novos sensores da série 420B substituem os modelos da série 420. Eles oferecem áreas cegas menores do que a série antecessora com alcance igual ou superior.

Os novos sensores da série 420B estão disponíveis com três faixas de alcance:
10 – 250 mm; 15 – 500 mm assim como 20 – 1.000 mm.

Outra novidade são os sensores de ultrassom cilíndricos da série 412B. Eles também estão equipados com um feixe sonoro ajustável e uma interface IO-Link e complementam a gama existente em carcaças M12.

Suas vantagens:

Detecção praticamente independente do objeto e da superfície
Sensores de ultrassom compactos e sensores de distância em uma série
Máxima flexibilidade para qualquer aplicação, graças ao feixe sonoro ajustável (estreito, médio, largo)
Monitoramento de duas posições ou níveis de enchimento através de duas saídas de chaveamento
Objetos interferentes podem ser suprimidos através da interface IO-Link (filtro de interrupção)
Grandes alcances (em três áreas) e pequenas áreas cegas
Instalação em situações de espaço confinado graças ao formato pequeno
Parametrização simples através de tecla de teach, interface IO-Link ou entrada de teach

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Destaques

Uso flexível graças ao feixe sonoro ajustável

Os sensores de ultrassom com interface IO-Link estão equipados com um feixe sonoro ajustável. A largura do feixe sonoro pode ser adaptada à respectiva aplicação. Isso garante uma utilização flexível e universal dos sensores, além de resultados ideais de chaveamento e medição. Através da interface IO-Link, é possível ajustar o feixe sonoro em três intervalos: estreito, médio ou largo. Feixes sonoros estreitos são adequados, por exemplo, para a detecção do nível de enchimento através de pequenas aberturas de recipiente, enquanto um feixe sonoro largo geralmente é usado para tarefas de detecção ou medição em áreas maiores (por ex., no caso de materiais a granel) ou objetos com geometrias ou superfícies complexas.

Modelo pequeno e compacto

Sensores cúbicos são usados frequentemente em aplicações com espaços confinados. Com suas dimensões compactas (20,5 x 41,0 x 15,0 mm), os novos sensores de ultrassom de medição e chaveamento foram desenvolvidos especialmente para aplicações com condições de espaço confinado.

Aplicações

Monitoramento do nível de enchimento em aberturas de recipiente de diferentes tamanhos

Exigência:
Depois do enchimento, o nível de enchimento deve ser verificado, a fim de evitar um enchimento insuficiente ou excessivo. Deve ser possível usar os sensores tanto para aberturas de recipiente pequenas quanto para aberturas grandes.

Solução:
Os sensores de ultrassom HTU 420B são equipados com um feixe sonoro ajustável. Dependendo da aplicação, é possível selecionar um feixe sonoro estreito, médio ou largo. Isso permite uma utilização flexível dos sensores e reduz a diversidade de variantes na instalação.

Monitoramento do diâmetro do rolo

Exigência:
O diâmetro do material em rolo deve ser detectado permanentemente, a fim de garantir a disponibilidade do material em rolo e assegurar uma substituição em tempo hábil. Materiais transparentes, brilhantes, coloridos, pretos ou metalizados também devem poder ser detectados pelo sensor de maneira confiável.

Solução:
Os sensores de medição de distâncias por ultrassom da série DMU 420B transmitem um sinal de saída analógico contínuo (opcionalmente corrente ou tensão) para o comando da máquina. Dessa maneira, a substituição do rolo pode ser realizada em tempo hábil.

Visão geral dos sensores de ultrassom

Parâmetros	HTU420B	DMU420B	HTU412B	DMU412B
Alcance de operação	10 – 250 mm 15 – 500 mm 20 – 1000 mm	10 – 250 mm 15 – 500 mm 20 – 1000 mm	15 – 500 mm	15 – 500 mm
Tempo de resposta	< 25 ms < 40 ms < 60 ms	< 25 ms < 40 ms < 60 ms	< 25 ms	< 25 ms
Repetibilidade	0,5 mm	0,5 mm	0,5 mm	0,5 mm
Precisão de medição	-	2 %	-	2 %
Histerese	4 %	4 %	4 %	4 %
Operação	Botão de autoaprendizado, Teach-in, IO-Link	Botão de autoaprendizado, IO-Link	Teach-in, IO-Link	Teach-in, IO-Link
Saídas de chaveamento	1/2	1	1/2	1
Saída analógica	-	Corrente/tensão	-	Corrente/tensão
IO-Link	V1.1	V1.1	V1.1	V1.1
Tipo de conexão	M8 (metal)	M8 (metal)	M12	M12
Dimensões da carcaça	20,5 mm x 41 mm x 15 mm	20,5 mm x 41 mm x 15 mm	M12 x 50 mm	M12 x 50 mm
Faixa de temperatura	- 25°C … + 65°C	- 25°C … + 65°C	- 25°C … + 65°C	- 25°C … + 65°C
Grau de proteção	IP 67	IP 67	IP 67	IP 67
Feixe ultrassônico ajustável	Sim (modelos com IO-Link)	Sim	Sim	Sim

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Sensores de ultrassom compactos para aplicações exigentes

Novos sensores de ultrassom de chaveamento e medição em formato cilíndrico

Os sensores de ultrassom solucionam problemas para tarefas difíceis de detecção e medição. Eles são utilizados sempre que as condições não são ideais para sensores óticos. Por exemplo, na detecção de objetos com superfícies que refletem ondas sonoras ou em ambientes de produção difíceis, poeirentos ou úmidos.

A tecnologia de ultrassom garante uma ampla área de aplicação em diversas indústrias: um sensor de ultrassom envia um pulso sonoro e mede o tempo que leva até o pulso sonoro refletido por um objeto viajar de volta ao sensor. A distância em relação ao objeto pode ser calculada com precisão através do princípio da medição de tempo de propagação. As ondas ultrassônicas são refletidas pelo objeto de maneira totalmente independente do tipo de superfície. Por isso, os materiais que refletem ondas sonoras – sejam eles brilhantes ou reflexivos, transparentes ou muito escuros – não representam nenhum problema para uma detecção confiável. Produtos com geometrias ou níveis de enchimento de líquidos, pós ou granulados difíceis de detectar também podem ser verificados sem contato e com elevada precisão usando os sensores de ultrassom.

Os novos sensores de ultrassom cilíndricos em carcaças de metal robustas são especialmente adequados para aplicações na indústria de embalagem ou automotiva. Os sensores de ultrassom compactos HTU 208 para a detecção de objetos se caracterizam pelo modelo muito estreito (manga roscada M8). Eles também podem ser montados em ambientes de produção em espaços confinados e detectam níveis de enchimento com um feixe sonoro estreito, mesmo através de aberturas de recipiente muito pequenas. No próximo tamanho de modelo (M12), os sensores HTU 212 são utilizados em condições ambientais de espaço confinado quando um alcance maior é necessário. Os sensores de ultrassom de chaveamento HTU 218 (M18) são especialmente fáceis de parametrizar, graças à interface IO-Link.
Os sensores de medição de distâncias por ultrassom da série DMU 218 com saída analógica são projetados para uma medição de distâncias precisa. Para alcances de até 6 metros são utilizados os sensores de ultrassom de chaveamento e medição no modelo M30. Uma interface IO-Link permite uma operação fácil e rápida dos sensores.

Suas vantagens

Detecção confiável de líquidos e objetos fixos com superfícies que refletem ondas sonoras
Utilização possível mesmo sob condições ambientais difíceis: os sensores de ultrassom funcionam independentemente de vapor, umidade, poeira ou luz ambiente
Máxima flexibilidade para a sua aplicação: com 4 tamanhos diferentes (M8, M12, M18, M30) e alcances entre 0,1 m e 6 m
Utilização flexível graças às variantes de chaveamento e medição em uma série
Detecção de objetos e controle de presença com sensores de ultrassom de chaveamento (HTU)
Medição de distâncias com sensores de medição de distâncias por ultrassom com saída analógica (DMU)
Utilização mesmo em espaços confinados graças ao comprimento total curto
Carcaça em metal robusto
Os sensores são estanques à poeira e alcançam o grau de proteção IP 67
Operação simples e rápida dos sensores com interface IO-Link

Destaques

Detecção de objetos brilhantes, reflexivos, transparentes ou escuros

A tecnologia de ultrassom se caracteriza pela detecção de objetos independentemente de sua superfície. Os novos sensores de ultrassom detectam produtos sólidos, líquidos, em pó ou granulados de maneira muito confiável.

Especialista em espaços confinados e aberturas pequenas de recipientes

Os sensores de ultrassom compactos HTU208 no tamanho M8 são projetados para a utilização em espaços pequenos. Os sensores de chaveamento se caracterizam por um feixe sonoro especialmente estreito e detectam alturas de enchimento mesmo em recipientes com aberturas pequenas.

Integração simples a um sistema de automação através de IO-Link

O ajuste dos novos sensores de ultrassom das séries HTU200 e DMU200 é realizado opcionalmente de maneira remota por teach através de cabo ou muito confortavelmente, por IO-Link. Através de IO-Link é possível integrar sensores muito facilmente em um sistema de automação. Esta forma de automação facilita a integração e, ao mesmo tempo, ajuda a reduzir ao máximo os tempos de imobilização na produção. Através de IO-Link é possível realizar a parametrização, operação e manutenção (Condition Monitoring) dos novos sensores de ultrassom compactos e robustos.

Visão geral do processo: com a ajuda do contador de objetos interno e dados de diagnóstico como, por ex., temperatura (manutenção preditiva)
Informação de sinal em tempo real e diagnóstico
Emissão precisa do valor medido, mesmo em dispositivos com saída de chaveamento digital

Aplicação

Monitoramento de nível de enchimento de material a granel

Exigência:
Durante o enchimento de materiais a granel granulados, os níveis de enchimento devem ser detectados de maneira confiável. Condições ambientais com muita poeira não devem influenciar a detecção durante o enchimento de granulados ou pós.

Solução:
Os novos sensores de ultrassom da série 218, disponíveis com alcances escalonados, são adequados para o monitoramento de nível de enchimento em ambientes poeirentos. A grande área de detecção do feixe ultrassônico permite um monitoramento confiável do nível de enchimento, mesmo no caso de objetos granulados. Um sensor de ultrassom de chaveamento HTU218 detecta o limite superior do enchimento. Como alternativa, é possível usar um sensor de medição de distâncias. Ele é projetado para um monitoramento contínuo do nível de enchimento, através da emissão de um valor analógico (via corrente ou tensão).

Monitoramento de nível de enchimento em recipientes com abertura pequena

Exigência:
Em uma linha de enchimento, o nível de enchimento deve ser detectado através de uma abertura de recipiente muito estreita.

Solução:
O novo sensor de ultrassom compacto HTU208 no tamanho de uma manga roscada M8 dispõe de um feixe sonoro muito estreito e, assim, permite o monitoramento de nível de enchimento através de aberturas de recipiente muito pequenas.

Monitoramento de altura de pilhas com sensor de distância por ultrassom

Exigência:
Em uma máquina de cartonagem, o nível de enchimento de um magazine de caixas de papelão dobráveis deve ser monitorado. O papelão pode apresentar diferentes cores, estruturas de superfície e perfurações. Por isso, a detecção deve ser realizada da maneira mais independente possível de materiais e superfícies.

Solução:
Graças à detecção através do feixe ultrassônico, os sensores de ultrassom da série DMU200 são perfeitamente adequados para a medição de distância, independentemente do material e da superfície das caixas de papelão. Perfurações nas caixas de papelão também não representam nenhum problema, graças ao feixe ultrassônico largo.

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Controle da flecha de chapa metálica desbobinada na indústria automotiva

Exigência:
Em uma instalação de corte na indústria automotiva, o processo de corte deve ser desacoplado do transporte na esteira. A flecha de chapa metálica desbobinada deve ser determinada sem contato, a fim de comunicar os valores de medição necessários ao controle para determinar a velocidade de puxada.

Solução:
Os sensores de ultrassom de medição das séries DMU218 ou DMU230 com diferentes alcances e carcaça de metal robusta são adequados para o controle de flecha. Eles estão disponíveis com saída analógica de corrente ou tensão e interface IO-Link.

Monitoramento do diâmetro de materiais em rolos

Exigência:
Materiais de embalagem, etiquetas ou películas de diferentes cores e materiais são fornecidos em rolos. Para garantir um desenrolamento uniforme do material em rolo, um eixo motorizado é usado. O diâmetro dos rolos deve ser monitorado continuamente, a fim de garantir a disponibilidade do material em rolo e sua troca no momento certo.

Solução:
Os novos sensores de ultrassom de medição de distância da série DMU218 enviam um sinal de saída analógico ao comando em relação ao diâmetro do rolo. Dessa maneira, é possível detectar a tempo quando o rolo precisa ser trocado.

Alta flexibilidade para sua aplicação através de diversas variantes

O novo portfólio de sensores abrange sensores de ultrassom de chaveamento e de medição em diferentes tamanhos, com diversos alcances e saídas de chaveamento. Algumas variantes são equipadas com uma interface IO-Link e permitem uma operação especialmente fácil e rápida.

Sensores de ultrassom de chaveamento:

HTU 208 (4 variantes)
HTU 212 (8 variantes)
HTU 218 (6 variantes)
HTU 230 (2 variantes)

Sensores de ultrassom de medição:

DMU 218 (4 variantes)
DMU 230 (4 variantes)

Caraterísticas técnicas

Característica	HTU 208	HTU 212	HTU 218 DMU 218	HTU 230 DMU 230
Material da carcaça	Latão (niquelado)	Latão (niquelado)	Latão (niquelado)	Latão (niquelado)
Alcance de operação	20 - 100 mm	20 - 200 mm 40 - 400 mm	80 - 800 mm 150 - 1500 mm	300 - 3000 mm 600 - 6000 mm
Frequência de chaveamento	20 Hz	20 Hz 10 Hz	5 Hz	3 Hz 2 Hz
Tempo de resposta	25 ms	25 ms 50 ms	100 ms	166 ms 250 ms
Temperatura ambiente, operação	0 - 50°C	-25 - 70°C	-25 - 70°C	-25 - 70°C
IO-Link	-	-	V1.1 (COM2)	V1.1 (COM2)
Operação	Teach através de cabo	Teach através de cabo	Teach através de cabo IO-Link	IO-Link
Saída de chaveamento	PNP, NPN	PNP, NPN	PNP Push-pull (IO-Link)	Push-pull (IO-Link)
Saída analógica	-	-	Corrente (4 … 20 mA) Tensão (0 … 10 V)	Corrente (4 … 20 mA) Tensão (0 … 10 V)
Grau de proteção	IP67	IP67	IP67	IP67
Certificação	CE, UL, UKCA, China RoHS	CE, UL, UKCA, China RoHS	CE, UL, UKCA, China RoHS	CE, UL, UKCA, China RoHS
Conexão	M8 (4 pinos)	M12 (4 pinos)	M12 (4 pinos)	M12 (4 pinos)