Zuverlässiges Schaltverhalten von Ultraschall-Tastern auf unterschiedliche Oberflächen

In modernen Verpackungs- und Logistikprozessen werden Produkte in unterschiedlichsten Materialien transportiert: transparente Folien, glänzende Kunststoffverpackungen, schwarze Kartonagen oder strukturierte Oberflächen wie Luftpolsterfolie. Für die Automatisierung bedeutet das eine zentrale Herausforderung: Objekte müssen prozesssicher erkannt werden – unabhängig von Farbe, Transparenz oder Oberflächenbeschaffenheit.

Gerade tastende Sensoren stoßen hier schnell an physikalische Grenzen. Doch es gibt eine Technologie, die diese Hürden systembedingt umgeht: Ultraschallsensorik. Ein aktueller Anwendungsfall zeigt, warum.

Kompakter Ultraschallsensor U1KT zur zuverlässigen Erkennung dunkler oder kleiner Objekte
Farbunabhängige Detektion mit kompaktem Ultraschallsensor

Die Herausforderung: Materialien verändern optische Sensorbedingungen

In Förder-, Verpackungs- und Handhabungsprozessen wechseln Produkte und Verpackungen häufig – manchmal sogar innerhalb eines Produktionsloses. Ein Sensor soll dennoch zuverlässig melden: Objekt vorhanden oder nicht vorhanden?

Typische Problemfälle sind:

  • transparente oder stark reflektierende Folien
  • dunkle oder schwarze Kartonagen
  • glänzende Kunststoffoberflächen
  • unebene Strukturen wie Luftpolsterfolie

 

Optische Sensoren arbeiten mit Licht. Doch Licht wird je nach Material absorbiert, reflektiert oder durchgelassen. Das führt zu schwankenden Signalstärken und im schlimmsten Fall zu Fehlschaltungen oder Nichterkennung.

Warum Ultraschall hier anders funktioniert

Ultraschallsensoren arbeiten nicht mit Licht, sondern mit Schallwellen. Diese werden ausgesendet, vom Objekt reflektiert und vom Sensor wieder empfangen. Entscheidend ist dabei:

Optische Eigenschaften wie Farbe, Transparenz oder Glanz haben keinen Einfluss auf die Messung.

Ob die Verpackung klar, schwarz, glänzend oder matt ist – für den Ultraschallsensor spielt das keine Rolle. Solange das Objekt Schall reflektiert (also keine stark schallschluckende Oberfläche besitzt), erfolgt eine stabile Detektion.

Damit ist Ultraschall besonders geeignet für:

  • Folienerkennung
  • transparente Objekte sicher erkennen
  • Objekterkennung bei wechselnden Farben
  • Materialien mit stark variierenden Oberflächenstruktur

Wichtig für die Praxis: Die richtige Ausrichtung

Ein entscheidender Punkt bei der Integration von Ultraschallsensoren ist die Einbausituation. Für ein stabiles Signal sollte der Sensor möglichst im 90°-Winkel zur Objektoberfläche ausgerichtet sein.

Ist der Winkel zu flach, kann der ausgesendete Schall abgelenkt werden und trifft nicht mehr auf die Empfangsfläche des Sensors zurück. Das ist kein Nachteil der Technologie, sondern ein physikalischer Effekt, der bei der Konstruktion berücksichtigt werden sollte.

Die passende Lösung: Miniatur-Ultraschallsensor U1KT001

Für solche Anwendungen eignet sich besonders die U1KT-Serie von wenglor, etwa der U1KT001. Dieser Sensor kombiniert mehrere Eigenschaften, die in modernen Maschinenkonzepten gefragt sind:

Kompakte Bauform
Die Miniaturbauweise erlaubt den Einsatz auch in sehr engen Einbauräumen. Das schafft Freiheiten in der Konstruktion und ist ideal für OEM-Maschinen oder Nachrüstungen.

Großer nutzbarer Arbeitsbereich (30–400 mm)
Der breite Erfassungsbereich bietet Flexibilität bei unterschiedlichen Objektabständen – sowohl bei Neuanlagen als auch bei Retrofit-Projekten in bestehenden Linien.

Materialunabhängige Detektion
Da Ultraschall nicht auf optische Reflexion angewiesen ist, bleiben Messergebnisse stabil – auch bei transparenten Folien, dunklen Verpackungen oder wechselnden Materialien.

 

Typische Einsatzfelder

Die Kombination aus Kompaktheit, Reichweite und Materialunabhängigkeit macht Ultraschallsensoren zur idealen Lösung in Bereichen wie:

  • Verpackungsmaschinen
  • Fördertechnik
  • Logistiksysteme
  • Handling- und Zuführsysteme


Überall dort, wo Produkte, Verpackungen oder Materialien häufig wechseln, sorgt Ultraschall für konstante Prozesssicherheit, während optische Systeme oft nachjustiert werden müssten.

Fazit

Wenn Objekte trotz wechselnder Farben, Transparenzen und Oberflächen zuverlässig erkannt werden sollen, stoßen lichtbasierte Sensorprinzipien schnell an physikalische Grenzen. Ultraschallsensoren umgehen dieses Problem systembedingt.

Der U1KT001 zeigt exemplarisch, wie sich mit kompakter Bauform, flexiblem Arbeitsbereich und materialunabhängiger Detektion selbst anspruchsvolle Verpackungs- und Logistikanwendungen prozesssicher lösen lassen. Gerade bei variierenden Materialien ist Ultraschall daher nicht nur eine Alternative, sondern oft die robustere Wahl.

Autor

Bild von Max Mustermann

Max Mustermann

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