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22.08.2014

Ultraschallmesssystem UAS von Wehrhahn

Impulsechomethode für präzise Messung

Ultraschallmesssystem UAS (Foto: Wehrhahn)

Das Ultraschallmesssystem UAS von Wehrhahn, Hannover, soll die berührungslose Abstandsmessung in gasförmigen Medien auf schallreflektierenden Oberflächen wie Metallen, Glas, Holz, Flüssigkeiten und vielen Gewebearten ermöglichen. Dabei beträgt die Messgenauigkeit bis zu ±100 µm. Die Ultraschall-Abstandsmessung erfolgt nach der Impulsechomethode, bei der aus der Laufzeit eines Schallimpulses vom Sensor bis zum reflektierenden Objekt und zurück die Entfernung zum Objekt bestimmt wird. Ein Impulsgeber erzeugt einen kurzen Spannungsstoß, der die elastische Elektrode eines Sensors in mechanische Schwingungen versetzt und so eine gerichtete und gebündelte Schallwelle ins angrenzende Medium abstrahlt. Der am Messobjekt reflektierte und zum Sensor zurückgelangte Anteil der Schallwelle wird wieder in einen elektrischen Impuls umgewandelt und verstärkt. Mithilfe eines Taktgebers wird die Schall-Laufzeit vom Aussenden bis zum Empfang des reflektierten Impulses in Schritte von 0,05 mm Luftstrecke zerlegt. Die Einzelschritte werden gezählt, ausgewertet, gespeichert und der Datenschnittstelle zur Weiterverarbeitung zugeführt. Der über eine Messperiode gespeicherte Zählerstand gibt die Entfernung vom Sensor zum Messobjekt mit einer Auflösung von maximal 0,05 mm Luftstrecke an. Der Messbereich beginnt bei der Sensorvorderkante 70 mm und reicht bis ca. 2 m bei passiven Sensoren ohne Hilfsreflektor. Bei Sensoren mit einem Hilfsreflektor beginnt der Messbereich ca. 30 mm hinter dem Hilfsreflektor in Schallrichtung. Sensoren mit Hilfsreflektor werden immer dann verwendet, wenn hochgenaue Messungen erforderlich sind. Bei Messungen, die eine Genauigkeit von ≥ 1 mm zulassen, oder bei Relativmessungen wird kein Hilfsreflektor benötigt. Die Genauigkeit der Messung hängt allein von den verwendeten Sensoren und den Umgebungsbedingungen ab. Das Ultraschallmesssystem arbeitet von sich aus immer mit einer Auflösung von 0,01 mm. Dies wird durch die verwendete Hardware und die Taktrate bestimmt. Alle Rechnungen werden mit 32-bit-Fließkomma-Arithmetik ausgeführt. Durch den Einsatz eines Mikrocontrollers liegt die Messfolgefrequenz bei bis zu 200 Hz. Alle Systemparameter sind über eine RS232-Schnittstelle einstellbar. Die Messwerte werden auf einem 5-stelligen LC-Display angezeigt. Das System ist für den Anschluss unterschiedlicher Ultraschallwandler ausgelegt, zum einen für Sellstrahler für hochgenaue Messungen ±0,1 mm im Nahbereich, zum anderen für piezokeramische Schallwandler für Messungen größerer Abstände.

Dr. D. Wehrhahn Messsysteme für die Qualitätssicherung
www.drwehrhahn.de

Unternehmensinformation

Dr. D. Wehrhahn Messsysteme für die Qualitätssicherung

Hildesheimer Str. 140
DE 30173 Hannover
Tel.: 0511 512665
Fax: 0511 522152

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