Sensoren und Messwandler
Wie lassen sich selbst kleinste Veränderungen in Flüssigkeiten oder Gasen präzise erfassen? Und wie können Sensoren auch unter extremen Bedingungen zuverlässig arbeiten? Bei CeramTec entwickeln wir maßgeschneiderte Ultraschallsensoren und Messwandler, die genau diesen Herausforderungen gerecht werden. Dank unserer langjährigen Erfahrung und vertikalen Integration – von der Piezokeramikherstellung bis zur Endmontage – bieten wir hochpräzise Lösungen für verschiedenste Anwendungen in den Bereichen Industrie, Medizintechnik und Automatisierung.
Piezokeramiken sind dabei das Herzstück der modernen Ultraschallsensorik und -wandlertechnologie. Mit drei Piezokeramik-Produktionsstätten - zwei in Großbritannien und eine in Deutschland - sind wir bei CeramTec mit der erforderlichen vertikalen Integration zur Optimierung der Produktleistung bestens ausgestattet.
Ultraschallwandler
CeramTec bietet Ihnen einen ganzheitlichen Entwicklungs- und Fertigungsservice für kundenspezifische Schallwandler, die genau auf Ihre spezifischen Anforderungen abgestimmt sind. Unser Angebot an Ultraschallwandlern deckt eine Vielzahl von Anwendungen ab: Von der Reinigung über SONAR-Anwendungen bis hin zur Medizintechnik.
Piezokeramische Sensoren wandeln physikalische Kräfte wie Druck oder Beschleunigung in elektrische Signale um, während Wandler elektrische Signale in mechanische Schwingungen umwandeln. Sie sind für medizinische Anwendungen wie Ultraschallbildgebung, chirurgische Eingriffe oder Patientenüberwachung von entscheidender Bedeutung.
Obwohl die Begriffe oft synonym verwendet werden, ist „Wandler“ ein weiter gefasster Begriff, der sich auf jedes Gerät bezieht, das eine Energieform in eine andere umwandelt. Die Anwendungsbereiche reichen von medizinischen Ultraschallgeräten über die Stromerzeugung bis hin zur industriellen Überwachung. Ultraschallsensoren sind eine Kategorie von Wandlern, die zur Überwachung oder Messung von Durchflussraten, Luftblasen usw. verwendet werden.
Ultraschallsensoren können eine Vielzahl von Materialien erkennen, darunter Flüssigkeiten, transparente Objekte und weiche Oberflächen, indem sie die Zeit messen, die Schallwellen benötigen, um von einem Zielobjekt zurückgeworfen zu werden. Im Gegensatz zu optischen Sensoren werden sie nicht durch Farbe, Transparenz oder Oberflächenbeschaffenheit beeinflusst und eignen sich daher ideal für anspruchsvolle Erfassungsumgebungen.
Die Genauigkeit und Reichweite von Ultraschallsensoren hängen von Faktoren wie Frequenz, Umgebungstemperatur, Luftfeuchtigkeit, dem erforderlichen Medium und Umgebungsbedingungen wie Staub oder Luftströmung ab. Höhere Frequenzen bieten eine höhere Präzision, aber eine geringere Reichweite, während niedrigere Frequenzen die Reichweite auf Kosten der Detailgenauigkeit erhöhen. Jeder Sensor muss für seine spezifische Anwendung und Funktion ausgelegt und kalibriert werden, um eine optimale Leistung zu gewährleisten.
Die Hauptursache für eine Überhitzung von Wandlern ist eine zu hohe Leistungsaufnahme, insbesondere wenn das Gerät über längere Zeit mit hohen Spannungen oder Frequenzen betrieben wird. Eine schlechte Konstruktion oder Verarbeitungsqualität kann zu einer ineffizienten Leistungsaufnahme führen, wodurch die Wärmeentwicklung erhöht wird. Um eine Überhitzung zu vermeiden, ist es wichtig, gut konstruierte Wandler zu verwenden, die für eine hohe Energieeffizienz optimiert sind, innerhalb der empfohlenen Spannungs- und Einschaltdauergrenzen zu arbeiten und bei Bedarf ein geeignetes Wärmemanagement wie Kühlkörper oder aktive Kühlung zu implementieren.
Ja, mehrere Ultraschallsensoren, die in unmittelbarer Nähe betrieben werden, können sich gegenseitig durch ein als Übersprechen (crosstalk) bezeichnetes Phänomen stören. Dies tritt auf, wenn ein Sensor das Echo des Signals eines anderen Sensors erfasst, was zu ungenauen Messwerten führt. Um Übersprechen zu minimieren, sollten Sensoren so konstruiert sein, dass sie die Richtung der Schallübertragung fokussieren.