Ультразвуковые датчики Microsonic для промышленной автоматизации

Компания Microsonic, основанная в Германии, специализируется на разработке и производстве высокоточных ультразвуковых датчиков для промышленной автоматизации. С момента своего создания компания последовательно развивает технологии, уделяя особое внимание надежности, миниатюризации и интеграции устройств в современные цифровые промышленные сети. Продукция Microsonic находит применение в различных отраслях, от логистики и упаковки до пищевой и химической промышленности, обеспечивая бесконтактное обнаружение объектов, измерение расстояний и контроль уровня жидкостей и сыпучих материалов.

Основной принцип действия ультразвуковых датчиков Microsonic основан на эхолокации. Датчик излучает высокочастотные звуковые волны, которые отражаются от объекта и возвращаются к приемнику. Электроника устройства анализирует время прохождения сигнала и преобразует его в точное расстояние до объекта или в дискретный сигнал (включено/выключено). Эта технология обеспечивает стабильную работу в сложных условиях: при запыленности, задымлении, наличии тумана или на объектах с переменными оптическими свойствами, где оптические датчики могут давать сбои.

Цилиндрические датчики: стандартизация и функциональность

Линейка цилиндрических датчиков Microsonic формирует основу для стандартных применений в промышленной автоматизации. Эти устройства выполнены в соответствии с общепринятыми стандартами корпусов M8, M12, M18 и M30, что обеспечивает их простую механическую замену с датчиками других производителей и легкий монтаж в готовые технологические отверстия.

Внутри этого форм-фактора представлены серии с разной функциональностью. Например, серия mic+ предлагает широкий выбор рабочих диапазонов до 6 метров и различные комбинации выходных сигналов, включая аналоговые и дискретные. Модели с поддержкой IO-Link, такие как lpc+ и pico+, представляют собой следующую ступень развития: помимо основных функций они обеспечивают двусторонний цифровой обмен данными. Это позволяет не только считывать измеренное расстояние, но и удаленно настраивать параметры датчика, получать диагностическую информацию (например, температуру корпуса или предупреждения) и интегрировать устройство в концепцию Индустрии 4.0. Особое место занимает серия nano — ультразвуковой датчик в корпусе M12 общей длиной всего 55 мм, что делает его одним из самых компактных решений на рынке для монтажа в ограниченном пространстве.

Квадратные и кубические датчики: гибкость установки

Датчики в прямоугольных и кубических корпусах предлагают альтернативный подход к монтажу и ориентации. Их плоские поверхности удобны для крепления на ровные плоскости, стены или корпуса оборудования. Ключевой особенностью серии cube является поворотная головка, которую можно ориентировать с шагом в 90°, что позволяет точно направить ультразвуковой луч без физического перемонтажа всего корпуса датчика. Это значительно упрощает настройку системы на объекте.

Эти серии часто оснащаются аналоговыми выходами (токовый сигнал 4-20 мА или напряжение 0-10 В), что делает их идеальными для задач непрерывного измерения уровня в резервуарах или позиционирования. Компактная серия zws, которую производитель позиционирует как одну из самых маленьких на рынке, сохраняет полную функциональность, включая удобную кнопку настройки прямо на корпусе для быстрого программирования порогов срабатывания.

Решения для агрессивных и гигиенических сред

Для работы в условиях химически агрессивных сред, повышенного давления или на производствах с высокими требованиями к гигиене (пищевая, фармацевтическая промышленность) Microsonic разрабатывает специализированные серии датчиков. В их конструкции применяются специальные материалы и конструктивные решения, создающие надежный барьер против внешних воздействий.

В сериях crm+ и hps+ используется корпус из нержавеющей стали марки 1.4571, обладающей высокой коррозионной стойкостью. Чувствительная мембрана преобразователя дополнительно защищена прочной пленкой из PTFE. Модель pico+TF, предназначенная для измерения уровня агрессивных жидкостей, имеет фронтальную мембрану, полностью выполненную из PTFE. Датчики серии pms для гигиеничных производств спроектированы в соответствии с принципами Hygienic Design: их корпус из нержавеющей стали не имеет зазоров и выступающих кромок, где могут скапливаться загрязнения, и допускает интенсивную мойку паром или моющими средствами. Модели hps+ дополнительно рассчитаны на работу под избыточным давлением внутри резервуаров.

Специализированные сенсорные системы

Помимо универсальных датчиков, Microsonic производит готовые сенсорные системы, разработанные для решения конкретных технологических задач. Эти устройства имеют предварительно настроенную геометрию и логику работы, что сокращает время на их интеграцию в конечную систему.

• Системы контроля полотна (серия bks+): используются для точного определения края движущегося полотна (бумаги, пленки, текстиля) в разматывающих и направляющих станциях.
• Контроль двойного листа (серия dbk+4/5): обнаруживают случайный захват двух листов материала вместо одного в оборудовании для обработки металла, пластика или стекла. Доступны в нескольких вариантах исполнения для разных типов монтажа.
• Датчики меток и стыков (esf-1, esp-4): обнаруживают этикетки, контрольные метки или стыки материалов на высокоскоростных производственных линиях, например, в полиграфии или при производстве упаковки.
• Ультразвуковые барьерные системы (ews): работают по принципу «передатчик-приемник», обеспечивая надежное обнаружение объектов независимо от их цвета, прозрачности или текстуры поверхности, что является сложной задачей для оптических датчиков.

Сравнительный анализ серий датчиков

В таблице ниже представлено сравнение ключевых параметров некоторых популярных серий датчиков Microsonic, что помогает сделать предварительный выбор в зависимости от задачи.

Сравнение с продукцией других производителей

При выборе ультразвуковых датчиков полезно учитывать особенности предложений различных производителей. Microsonic часто сравнивают с такими компаниями, как Pepperl+Fuchs, Sick и Baumer.

Следует отметить, что продукция этих брендов часто взаимозаменяема механически, но может отличаться функционально, например, поддерживаемыми протоколами связи или специальными режимами работы.

Заключение

Технические решения Microsonic демонстрируют сбалансированный подход, сочетающий стандартизацию для легкой замены и интеграции с узкой специализацией для решения сложных задач. Основными направлениями развития являются миниатюризация, цифровизация интерфейсов и повышение стойкости устройств к внешним воздействиям. Для стандартных задач автоматизации в чистых производственных условиях оптимальны универсальные серии mic+ или cube. В пищевой, химической или фармацевтической отраслях критически важным становится выбор специализированных серий с корпусами из нержавеющей стали и защищенными мембранами, таких как crm+, hps+ или pms. Для монтажа в условиях крайне ограниченного пространства ключевыми аргументами становятся геометрические размеры серий nano и zws. Для специфических технологических операций, таких как контроль кромки материала или двойного листа, наиболее эффективным решением будет сразу выбрать готовые специализированные системы, например, bks+ или dbk+4, чья конструкция и алгоритмы работы оптимизированы под данные задачи.