Ultraschall-Sensor Ultrasonic sensor

Abmessungen
Ultraschall-Sensor
Ultrasonic sensor
Dimensions
59
59
35
35
12.6
17.5
UDB-400-SU-Y131215
31
7
31
56
56
13.5
13,5
10,5
12.6
10.5
8
22.5
8
1
CAL
2+
2+
15.57
9
15,57
9
1
Part. No.:
Date:
CAL
60
70
35
ø16.5
60
70
35
ø16,5
17,5
17.5
22,5
12,6
Doc. No.: 45-2671
DIN A3 -> DIN A7
27.4
31.8
27,4
31,8
12,5
12.5
12,5
7
12,6
17.5
17,5
Technische Daten
131215
10/24/2008
17,5
Technical data
General specifications
Allgemeine Daten
Erfassungsbereich
40 ... 50 mm , optimaler Abstand: 45 mm
Sensing range
40 ... 50 mm , optimal distance: 45 mm
Wandlerfrequenz
395 kHz
Transducer frequency
395 kHz
Indicators/operating means
Anzeigen/Bedienelemente
LED grün 1
Anzeige: CAL
LED green 1
LED grün 2
Anzeige: 1
LED green 2
indication: 1
LED rot
Anzeige: 2+
LED red
indication: 2+
Electrical specifications
Elektrische Daten
Betriebsspannung
indication: CAL
UB
24 V ± 5 %
Operating voltage
UB
24 V ± 5 %
Leerlaufstrom
I0
< 80 mA
No-load supply current
I0
< 80 mA
Bereitschaftsverzug
tv
< 500 ms
Time delay before availability
tv
< 500 ms
Ie
10 mA
Output
Ausgang
10 mA
Rated operational current
Einschaltverzug
ton
ca. 15 ms (kürzere Ansprechzeit auf Anfrage)
Switch-on delay
ton
approx. 15 ms (shorter response time on request)
Ausschaltverzug
toff
ca. 15 ms (kürzere Ansprechzeit auf Anfrage)
Switch-off delay
toff
approx. 15 ms (shorter response time on request)
0 V: keine Versorgung/Fehler
0,5 V: Luft/Einzelbogen
4 V: Doppelbogen
Analog voltage output
Bemessungsbetriebsstrom
Ie
Analoger Spannungsausgang
0 V: no power/error
0,5 V: air/single sheet
4 V: double sheet
Standard conformity
Normenkonformität
Normen
IEC / EN 60947-5-2:2004 C-UL gelistet: 57M3, IND CONT. EQ., Betrieb an Stromversorgung Klasse 2
Standards
IEC / EN 60947-5-2:2004 C-UL listed: 57M3, IND CONT. EQ., "Powered by Class 2 Power Source"
Ambient conditions
Umgebungsbedingungen
Umgebungstemperatur
0 ... 60 °C (273 ... 333 K)
Ambient temperature
0 ... 60 °C (273 ... 333 K)
Lagertemperatur
-40 ... 85 °C (233 ... 358 K)
Storage temperature
-40 ... 85 °C (233 ... 358 K)
Mechanical specifications
Mechanische Daten
Anschluss
Connection
Empfänger: Stecker 7-polig, MOLEX type SL
Sender: Stecker 2-polig, MOLEX type SL
Receiver: connector 7 pin, MOLEX type SL
Transmitter: connector 2 pin, MOLEX type SL
Material
Mass
85 g
Elektrischer Anschluss
Kurven/Zusätzliche Informationen
Electrical connection
Normsymbol/Anschluss:
Doppelbogen-Kontrolle
Montage/Ausrichtung:
Empfänger
b > 10 mm
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
b > 10 mm
(1)
U
(2)
b
n. c.
(3)
+UB
Empfängerplatine
(4)
-UB
(5)
β
Ausgang
n. c.
(6)
(7)
n. c.
Curves/additional information
Mounting/Adjustment
Receiver
d
(2)
Standard symbol/Connection:
Double sheet control
n. c.
a
(1)
85 g
n. c.
n. c.
b
+UB
URX board
(receiver)
-UB
β
Output
n. c.
n. c.
Senderplatine
Sender
U
(2)
UTX board
(transmitter)
Transmitter
(1)
-UB
+UB
U
Winkelversatz
(2)
α < +/- 1˚
α
-UB
+UB
Thin foil detection
α < +/- 1˚
α
Sensorversatz
s < +/- 1 mm
s < +/- 1 mm
s
(1)
d
Masse
U
epoxy resin/hollow glass sphere mixture; polyurethane foam
Transducer
Epoxidharz/Glashohlkugelgemisch; Schaum Polyurethan
s
Wandler
a
Material
Hinweise
Notes
Beschreibung der Sensorfunktionen
Die Ultraschall Doppelbogen-Kontrolle zur Doppelbogenerkennung wird überall dort eingesetzt, wo eine automatische Unterscheidung von Doppelbogen und Einzelbogen notwendig ist, um Maschinen zu schützen oder Ausschuss zu vermeiden. Die
Doppelbogen-Kontrolle basiert auf dem Ultraschall-Einweg-Prinzip. Es lassen sich detektieren:
- kein Bogen, d.h. Luft,
- Einzelbogen
- Doppelbogen
Die Auswertung der Signale erfolgt mit einem Mikroprozessorsystem. Als Folge derAuswertung werden die entsprechenden
Schaltausgänge gesetzt. Sich ändernde Umgebungsbedingungen wie Temperatur oder Feuchtigkeit werden automatisch kompensiert. Das gesamte System ist auf 2 getrennten, ungehäusten Leiterplatten aufgebaut.
Sensor Functions:
Ultrasonic Double sheet detection systems are used in applications where the automatic distinction between single and double
sheets is necessary. This is typically done for the purpose of machine protection and process improvements. Double Sheet detection is based on thru-beam Ultrasonic transmission. The following cases are easily distinguishable:
- No sheet i.e. Air
- Single Sheet
- Double Sheet
Signal processing is performed by a microprocessor system, resulting in the activation of the appropriate electronic output. Small
changes in the detected signals due to slowly varying environmental conditions are automatically taken into consideration. The
entire double sheet detection system consists of fully tested, unhoused electronic circuit boards.
Funktionsweise
Das Messprinzip bei der Doppelbogenkontrolle beruht auf der Messung der durch den Papierbogen durchgehenden Schallamplitude. Bei fehlendem Papier, wird keinerlei Schall absorbiert - das empfangene Signal erreicht ein Maximum. Bei zwei übereinanderliegenden Papierbögen wird durch Mehrfachreflektion zwischen den Lagen nahezu die gesamte Schallenergie
absorbiert, die Amplitude des durchgehenden Signals erreicht ein Minimum. Je stärker oder dichter eine Papiersorte ist, desto
geringer ist prinzipiell der Anteil transmittierten Schalls. Daher ist die Funktion der Doppelbogenkontrolle auf Papiersorten in
einem bestimmten Bereich beschränkt. Zu dünne Papiere lassen zu viel Schall durch, so dass der Unterschied zu Luft zu gering
wird, zu starke Papiere lassen zu wenig Schall durch, so dass die Amplitude für Einzelbögen bereits im Bereich eines Doppelbogens liegt.
Operation
The measurement principle is based on the transmitted amplitude of the ultrasonic signal passing through a sheet. With no sheet
between the transmitter and receiver the system detects no sound absorption; the received signal is at a maximum. With two
sheets stacked on top of each other, multiple reflections result in a nearly 100% absorption of the emitted sound; the received
signal is at a minimum. For thicker or denser materials the amplitude of the transmitted sound is reduced. Consequently, the
operation of the system must be limited to a range of materials and material thicknesses. Materials that are too thin will exhibit
too little absorption, while materials that are too thick result in too much absorption. In the first case the signal difference between
no sheet and one sheet may be undetectable. In the second case the signal difference between one sheet and two sheets may
be too small for accurate detection. It is not necessary to perform any Teach-In based on the single sheet.
Um eine sichere Funktion der Doppelbogenkontrolle zu gewährleisten wird die Erkennungsschwelle für einen Doppelbogen dynamisch an die erkannte Papierstärke angepasst.
Detection System:
A complete double sheet detection system is composed of an ultrasonic transmitter unit and an ultrasonic receiver unit. The components are tuned in pairs and cannot be operated with another transmitter or receiver units. See also device labels, which must
have the same identification number.
Messsystem:
Eine Ultraschall-Doppelbogenkontrolle besteht aus einem Ultraschall-Sender und einem Ultraschall-Empfänger. Die Baugruppen sind aufeinander abgestimmt und können nicht mit anderen Sendern oder Empfängern betrieben werden. Beachten Sie
auch die Typenschilder der Baugruppen, welche die gleiche Identifikationsnummer tragen müssen.
Montage/Ausrichtung
Ausrichtung:
Für einen zuverlässigen Betrieb des systems ist es sehr wichtig, das Empfänger und Sender sehr genau aufeinander ausgerichtet sind (siehe Abbildung)
Optimaler Sender/Empfänger-Abstand: d = 40 mm ... 50 mm
Winkeltoleranz:
α < +/- 1°
Maximaler seitlicher Versatz:
s < +/- 1 mm
Winkeleinstellung:
Der Sender strahlt sein Ultraschall-Signal im Dauerstrich-Betrieb ab. Daher darf die Ultraschall-Doppelbogenkontrolle nicht
senkrecht, bezogen auf die Papierebene, angeordnet werden (β = 0°). Für eine bestmögliche Leistungsfähigkeit des Systems
sollten Sender und Empfänger unter einem Winkel von β = 25° - 30° with respect to the sheet normal. Das Papier sollte in einem
Abstand von 5 mm bis 15 mm oberhalb des Senders (Maß a) geführt werden. Um die Beeinflussung des Systems durch Staubablagerung möglichst klein zu halten, sollte der Sender unterhalb der Papierebene mit aufwärtsgerichteter Abstrahlung montiert werden. Die dauerhafte Abstrahlung des Ultraschall-Signals bewirkt hierbei einen Selbstreinigungseffekt. Das
Strahlungsfeld muss für eine sichere Detektion vollständig vom Papierbogen abgedeckt werden. Hierzu muss das Papier um
mindestens 10 mm über die Kanten der Sensorköpfe hinausragen (Maß b). Die Bewegungsrichtung der Bogen hat keinen Einfluss auf deren Detektion.
Anzeigen/Ausgang
Die Module der Doppelbogenkontrolle sind mit Anzeige LEDs ausgestattet. Das UTX Modul (Sender) verfügt über eine Power
on LED. Das URX Modul (Empfänger) ist mit einem Signalausgang und 3 Anzeige-LEDs für den Betriebszustand/Signalgüte
ausgestattet. (Bedeutung, siehe Tabelle).
URX Modul (Empfänger):
LED CAL (grün) LED 1 (grün)
O
P
P
O
LED 2+ (rot)
P
P
P
O
O
P
P
P
Betriebszustand
Starkes Ultraschall-Signal
- kein Papier
- µP im Betrieb, Selbsttest erfolgreich
Schwaches Ultraschall-Signal
- Einzelbogen erkannt
Sehr schwaches Ultraschall-Signal
- 2 oder mehr Bögen erkannt
Spannungsversorgung unterbrochen
Ausgangsspannung
0,5 V
0,5 V
4V
0,0 V
Note:
Sollen mehrere UDB in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander betrieben werden, so ist zur Vermeidung gegenseitiger Beeinflussung für eine akustische Trennung zu sorgen. Dies sollte bereits in der Planungsphase berücksichtigt werden.
Achtung:
Im Betrieb dürfen die Bogen die Sensorköpfe nicht berühren.
Hinweise:
Dieser Sensor eignet sich nicht zur Klebestellendetektion oder zur Etikettenerkennung. Hierfür bietet Pepperl+Fuchs eigens dafür entwickelte Geräte an.
Sehr luftige Papiere (z. B. Taschentücher) oder perforierte Papiere (z. B. Briefmarkenbögen) sind aus physikalischen Gründen
nicht immer zur Doppelbogenerkennung geeignet. Es müssen Materialien ausgeschlossen werden, die selbst einen Doppelbogen darstellen, z. B. mehrfach beschichtete Materialien mit Lufteinschlüssen, die z. B. durch Beschädigung (Knicken) der Papiere entstehen können.
Aufgrund der sehr großen Vielfalt an Papier-, Papp- und Foliensorten empfehlen wir dringend das Einsatzgebiet bzw. das zu
detektierende representative Materialspektrum vor dem Einsatz des Sensors z. B. im Rahmen einer Freigabeprozedur zu überprüfen um optimale Detektionssicherheit zu gewährleisten.
Mounting/Orientation
Orientation:
For reliable operation of the system it is important that the transmitter and receiver’s centers are aligned axially to each
other (see figure).
Optimal transmitter to receiver separation:d = 40 mm ... 50 mm
Angular misalignment tolerance:
α < +/- 1°
Maximum lateral offset:
s < +/- 1 mm
Angular sensor adjustment:
The sensor is emitting the ultrasonic sound signal in continous wave mode. Due to this, the sensor heads must not be mounted
perpendicular to the paper sheets (β = 0°). For best performance the transmitter and receiver should be mounted at an angle of
β = 25° - 30° with respect to the sheet normal. Sheets should be between 5 mm and 15 mm above the transmitter (dimension
a). To limit any influence due to collection of dust the transmitter should be mounted below the sheet, emitting its ultrasonic signals upwards. The continuous emission of the ultrasonic signal results in a self-cleaning action. The emission field must be covered completely by the sheet. This requires the sheets to extend a minimum of 10 mm past the edges of the transmitter and
receiver pair (dimension b). The direction of motion of the sheet has no influence on the detection process.
Indicators/Output
The double sheet detection system boards are equipped with LED indicator lamps. The UTX board (transmitter) has a power on
LED. The URX board (receiver) has a voltage signal output and 3 LED lamps for indicating the operation status/ultrasonic signal
strength (meaning/description see table).
URX board (receiver):
LED CAL (green) LED 1 (green)
O
P
LED 2+ (red)
P
P
O
P
P
O
O
P
P
P
Operation status
Strong ultrasonic signal
- Paper path is clear
- µP passed self-test & running OK
Low (weak) ultrasonic signal
- paper path has one sheet
Very low (weak) ultrasonic signal
- paper path has 2-plus sheets
No power
Output voltage
0.5 V
0.5 V
4V
0.0 V
Note:
When several double sheet detection systems are used in close proximity to each other the units may interfere, resulting in incorrect operation. Counter measures should be considered during the project-planning phase.
Warning!
During operation the sheets must not touch the transmitter and/or receiver.
Additional Information
This Sensor is not suitable for splice control or label detection. For those applications Pepperl+Fuchs offers especially designed
products.
Extremely light papers (e. g. handkerchifs) or perforated Papers (e. g. stamp sheets) are possibly unsuitable for double sheet
detection by physical reason. Materials must be excluded, which are double sheets by theirselves, e. g. composite materials with
air cavities. Air cavities in sheet material may occur due to material damage e. g. by bending the sheets.
Due to the large variety of papers, cards and foils we recommend strongly to to check out the desired material spectrum before
running in application within an approval procedure for an optimal detection reliability.
Information to the user:
Class A Statement:
Anwenderinformation
Klasse A-Erklärung
Note: This equipment has been tested and found to comply with the limits for a Class A digital device, pursuant to Part
15 of the FCC Rules. These limits are designed to provide reasonable protection against harmful interference when the
equipment is operated in a commercial environment. This equipment generates, uses, and can radiate radio frequency
energy and, if not installed and used in accordance with the instruction manual, may cause harmful interference to radio communications. Operation of this equipment in a residential area is likely to cause harmful interference in which
case the user will be required to correct the interference at his own expense.
Hinweis: Dieses Betriebsmittel wurde geprüft und erfüllt die Grenzwerte für Klasse A digitaler Betriebsmittel entsprechend Teil
15 der FCC-Regeln. Diese Grenzwerte stellen für den Betrieb des Gerätes in kommerzieller Umgebung einen angemessenen
Schutz vor gefährlicher gegenseitiger Beeinflussung sicher. Dieses Betriebsmittel erzeugt, verwendet und emittiert hochfrequente Energie und kann Störungen in Funkübertragungen verursachen, wenn es nicht gemäß der Anweisungen der Betriebsanleitung installiert und betrieben wird. Der Betrieb dieses Gerätes in Wohnbereichen kann ebenfalls zu gefährlicher
Beeinflussung führen, für deren Beseitigung der Betreiber auf eigene Kosten zu sorgen hat.
Notes:
When installing, care has to be taken that the ultrasonic signal cannot pass around the material that is to be detected, due to
multiple reflections. This can happen if large surfaces are present at right angles to the direction of sound propagation. This can
be the case if unsuitable mounting brackets are used, or if assemblies with large surface are part of the machine. In the latter
case such machine parts should be covered by sound absorbing material or a different location for the installation should be
chosen.
Hinweis:
Es ist bei der Installation darauf zu achten, dass das Ultraschallsignal das zu erfassende Material nicht durch Mehrfachreflexionen umgehen kann. Dies kann geschehen, wenn z. B. größere Flächen zur Schallreflexion quer zur Ausbreitungsrichtung des
Schalls zur Verfügung stehen. Dies kann durch ungeeignete Haltevorrichtungen oder durch großflächige Anlagenteile der Fall
sein. Im Falle reflektierender Anlagenteile, müssen diese entweder mit Schall absorbierendem Material beklebt werden oder
ein anderer Montageort gewählt werden.
Sollen mehrere Geräte in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander betrieben werden, so ist zur Vermeidung gegenseitiger Beeinflussung für eine akustische Trennung zu sorgen. Dies kann beispielsweise durch Platzieren von Trennblechen sichergestellt
werden.
Adressen / Addresses / Adresses / Direcciónes / Indirizzi
Contact
Pepperl+Fuchs GmbH · 68301 Mannheim · Germany · Tel. +49 621 776-4411 · Fax +49 621 776-27-4411 · E-mail: [email protected]
Worldwide Headquarters:
Pepperl+Fuchs GmbH · Mannheim · Germany · E-mail: [email protected]
USA Headquarters:
Pepperl+Fuchs Inc. · Twinsburg · USA · E-mail: [email protected]
Asia Pacific Headquarters:
Pepperl+Fuchs Pte Ltd · Singapore · E-mail: [email protected] · Company Registration No. 199003130E
For more contact-adresses refer to the catalogue or internet: http://www.pepperl-fuchs.com
In cases where more than one system is needed per machine, acoustic isolation should be provided to avoid cross-talk. This
can be provided, for example, by appropriately positioning isolation panels.