Effiziente hygienegerechte pms Ultraschallsensoren von Microsonic überwachen Produktion und Verpackung von Lebensmitteln

Bei ihren neuen Edelstahl-Sensoren pms für die Lebensmittelindustrie verpackt Microsonic den PTFE-gekapselten Ultraschallwandler und ihre Elektronik in einem intelligenten Hygienic Design. Sicher steuern Sensoren den Materialfluss durch zunehmend automatisierte Fertigungsprozesse. Insbesondere Ultraschallsensoren überzeugen – selbst unter extremen Umgebungsbedingungen arbeiten sie zuverlässig und halten die Lebensmittelproduktion auf Kurs.

Um sichere Erzeugnisse zu gewährleisten, stellt die Lebensmittelindustrie stetig steigende hy­gienische Anforderungen an die in der Produktion eingesetzten Maschinen und ihre Komponenten. Mit den neuen pms Ultraschallsensoren hat Microsonic eine Sensorfamilie in Anlehnung an die EHEDG-Richtlinien und aus FDA-konformen Materialien entwickelt, die den höchsten hygienischen Anforderungen gerecht werden.

„Bei der Herstellung von Lebensmitteln ist eine sichere und leichte Reinigung der Anlagen oberstes Gebot“, weiß Johannes Schulte, Geschäftsführer von Microsonic. Technische Komponenten, die in Produktions- und Verpackungsmaschinen verbaut werden, müssen sich nahtlos einfügen und harten Umgebungsbedingungen ebenso wie intensiven Reinigungsprozessen standhalten.

Kompakter Ultraschallsensor mit ausgeklügelter Geometrie

Die durchdachte Geometrie des Gehäuses erfüllt eine wichtige Anforderung des hygienegerechten Designs: Ganz gleich, ob der Sensor bei einer Füllstandsmessung auf Schüttgut von oben nach unten oder beim Erfassen von transparenten Glasflaschen horizontal messen soll, in keiner Einbaulage hat eine Gehäusefläche eine waagerechte Ausrichtung. An den glatten Flächen des Edelstahlsensors finden Bakterien keinen Halt und Reinigungsmittel laufen in jeder Einbauposition vollständig ab.

Der PTFE-gekapselte Ultraschallwandler schützt die Sensormembran vor chemisch-aggressiven Reinigungs- und Desinfektionsmitteln. Eine hohe Beständigkeit gegen Reinigungsmittel in produktberührenden Bereichen wird so gewährleistet. Zudem sind Ultraschallsensoren gegenüber optischen Sensoren deutlich unempfindlicher in feuchten Abfüllumgebungen. Die Sensoren messen kontakt- und berührungslos durch feuchte Luft hindurch.
In der Lebensmittelindustrie überwachen Sensoren unzählige hygienesensible Arbeitsvorgänge. Ultraschallsensoren erfassen zuverlässig und berührungslos alle Materialien, an denen der Schall reflektiert wird. Ferner nehmen sie es mit (fast) jedem Nahrungsmittel, egal ob roh, gekocht oder gefroren auf. Auch Flüssigkeiten, Glas und dünnen Folien sind keine Herausforderung. Wechselnde Objektfarben, glänzende Oberflächen oder störendes Fremdlicht beeinflussen die Messung nicht. Ihren Einsatz finden Ultraschallsensoren u. a. in der Anwesenheitskontrolle, Volumenstromregulierung, bei der Füllstandsmessung und -überwachung sowie Höhen- und Konturenerfassung entlang der Fertigungskette von Lebensmitteln.

Qualitätskontrolle im Verpackungsprozess

Bei der Anwesenheitsprüfung von Nahrungsmitteln, wie z. B. Äpfeln in einer Verpackungsschale strahlt der pms zyklisch einen hochfrequenten Schallimpuls aus, der sich mit Schallgeschwindigkeit durch die Luft fortpflanzt. Der Schallimpuls wird am Apfel reflektiert und gelangt als Echo zurück zum Sensor. Aus der Zeitspanne zwischen dem Aussenden des Schalls und dem Empfang des Echos errechnet der Ultraschallsensor den Abstand zum Apfel. Für den Fall, dass der gemessene Abstand zu groß ist, meldet der Sensor einen fehlenden Apfel im Produktionsprozess. Die Verpackungsschale wird aus dem Abfüllprozess genommen.
Anhand der gewünschten Messentfernung wird der pms Ultraschallsensor ausgewählt. Dazu stehen vier Tastweiten zur Auswahl. Die pms Sensoren sind wahlweise mit einem Push-Pull-Schaltausgang und IO-Link in der Version 1.1 oder mit Analogausgang 0-10 V bzw. 4-20 mA verfügbar.

Fix und flexible eingebaut

Für den einfachen Einbau im Verpackungsprozess kann die pms Sensorfamilie in der Standard­variante mit D12-Adapterschaft in einer Montageschelle oder einer Flanschverschraubung montiert werden. Mit der zweiten Variante mit D12-Bajonettverschluss lassen sich die Sensoren schnell und kostengünstig in etablierte Befestigungssysteme einbauen und genauso schnell und werkzeuglos austauschen. Kabel können für eine hygienegerechte Lösung außerhalb des Prozesses geführt werden.
Technische Daten des Hygiene-Sensors pms im Überblick:

• Gehäuse aus Edelstahl 1.4404 mit Rautiefe Ra < 0,8 μm,
• PTFE-gekapselter Ultraschallwandler,
• zwei Varianten: Standardausführung und Hygienic-Design-Variante,
• vier Tastweiten von 20 mm bis 1,3 m,
• Schutzarten IP 66, IP 67, IP 68 und IP 69K,
• Auflösung 0,1 mm,
• Genauigkeit ± 1 % (Temperaturdrift intern kompensiert),
• Analogausgang 4 – 20 mA oder 0 – 10 V,
• Push-Pull-Schaltausgang mit IO-Link,
• Betriebstemperatur -25 °C bis +70 °C.

Ultraschallsensoren von Microsonic

In der Ruhrmetropole Dortmund sorgen nun mehr 100 Mitarbeiter dafür, dass immer wieder neue Ultraschallsensoren entwickelt und gefertigt werden. Heute gilt Microsonic weltweit als Spezialist der Ultraschallsensorik für Anwendungen in der industriellen Automatisierungstechnik. Als Hersteller von Ultraschallsensoren wissen die Spezialisten des Unternehmens, wie wichtig Ausführung, Leistungsbereich, Bauform und Größe für ihren Einsatz sind und bieten im umfangreichen Portfolio den passenden Sensor für jede Applikation.
Neben Ultraschall-Abstandssensoren gehen Ultraschall-Doppelbogenkontrollen, die gänzlich ohne Kalibrierung auskommen, Etikettensensoren, die dank spezieller Teach-in-Methoden auch kritische Etiketten und Spleiße bei hohen Transportgeschwindigkeiten erkennen können oder Ultraschall-Näherungsschalter mit Schaltfrequenzen von bis zu 250 Hz an den Start.