СЕРВИС ПО ВЫБОРУ ДАТЧИКОВ

Руководство к выбору ультразвуковых датчиков по параметрам и цене. Manual to the selection of ultrasonic sensors by parameters and prices.

28.07.2022

Редактор

Руководство к выбору ультразвуковых датчиков по параметрам и цене.
Manual to the selection of ultrasonic sensors by parameters and prices (english text below).

Сервис на нашем сайте  https://www.sesese.org/Home/Catalog  предназначен широкому кругу пользователей :
- инженерам-конструкторам электрооборудования,
- инженерам по автоматизации,
- менеджерам по закупу-продаже устройств автоматики,
- специалистам по контролю цен,
- всем, желающим углубить свои познания в автоматике и применении ультразвуковых датчиков.

Наш сервис предлагает выбор ультразвуковых датчиков универсального назначения. Датчики работают на ультразвуковом принципе измерения расстояния. По существу, это ультразвуковые дальномеры - приборы, вычисляющие дистанцию от датчика до объекта через измерение времени, затраченное ультразвуковым импульсом для достижения объекта и возврат отражённого сигнала назад к датчику.

Универсальными датчиками, приведёнными в нашей базе данных, можно решить широкий круг задач автоматизации в отраслях : в промышленности, в сельском хозяйстве, в складском хозяйстве, на транспорте, в быту и т.д.
В нашем сервисе представлено около 1 015 ультразвуковых универсальных датчиков, которые покрывают рабочие дистанции от нескольких миллиметров до 10 000 mm.

Универсальные ультразвуковые датчики, в основном, предназначены для работы в обычной воздушной среде с давлением воздуха, не сильно отличающимся от нормального. Некоторые ультразвуковые датчики могут работать в воздушной среде с примесями химически агрессивных веществ, при этом такие датчики имеют особые покрытия на внешних поверхностях.

Некоторые ультразвуковые датчики допускают применение в среде с избыточным давлением или допускают применение во взрывоопасной среде, при этом такие возможности особо оговариваются производителями датчиков.

Наш сервис не рассматривает, не учитывает следующие ультразвуковые приборы :
- ультразвуковые расходомеры и вискозиметры,
- ультразвуковые датчики неразрушающего контроля материалов и толщиномеры,
- эхолоты для контроля за объектами в водоёмах,
- медицинские ультразвуковые диагностические устройства,
- ультразвуковые датчики для измерения дистанций порядка нескольких микрон,
- ультразвуковые датчики вилочнообразной конструкции,
- ультразвуковые приборы для 3-х мерных измерений,
- пьезоэлектрические и электростатические чувствительные элементы в виде отдельных приборов.

Преимущества ультразвуковых датчиков (дальномеров) по сравнению, например, с индуктивными и оптическим датчиками :
- ультразвуковые датчики не требуют прозрачности среды, как оптические датчики; ультразвуковые датчики надёжно обнаруживают объект даже в средах с сильной запылённостью или сильной задымлённостью;
- ультразвуковые датчики надёжно обнаруживают твёрдые, жидкие, сыпучие, пористые объекты; при этом, цвет, блеск,
прозрачность объекта не важны;

- ультразвуковые датчики имеют существенно большие рабочие дистанции, чем индуктивные датчики.

Особенности ультразвуковых датчиков :

- как правило, ультразвуковые датчики уступают по быстродействию как оптическим, так и индуктивным датчикам;
- ультразвуковой луч обычно имеет большее сечение, чем, например, лазерный луч. Диаграмма направленности ультразвукового луча охватывает заметно большее пространство, чем диаграмма лазерного луча или, чем диаграмма узкого оптического нелазерного луча.
Эти обстоятельства следует учитывать инженерам.

Наш сервис предлагает выбор, примерно, из 1 015 типоразмеров ультразвуковых датчиков 9-ти производителей :

- Сенсор, Екатеринбург                https://sensor-com.ru
- СКБ Индукция, Челябинск          https://skbind.ru

- Теко, Челябинск                           https://teko-com.ru
- Balluff, Германия                         https://www.balluff.com/ru-ru
- ifm electronic, Германия             https://www.ifm.com
- Kacise, Китай                               https://www.kacise.com

- microsonic, Германия                 https://www.microsonic.de
- Pepperl+Fuchs, Германия          https://www.pepperl-fuchs.ru
- PIL sensoren, Германия              https://www.pil.de/en

Из них два производителя (microsonic, PIL sensoren) специализируются исключительно на ультразвуковых датчиках.

В нашем сервисе представлены почти все серийные ультразвуковые датчики вышеназванных производителей, обозначенные на сайтах производителей на период октябрь-ноябрь 2021 года.

Вышеназванными компаниями далеко не исчерпывается перечень компаний-производителей, компаний-продавцов универсальных ультразвуковых датчиков в мире. Ниже неполный список иных компаний, так же предлагающих на своих сайтах универсальные ультразвуковые датчики :

Banner                         https://www.bannerengineering.com            
Baumer                        https://www.baumer.com
Carlo Gavazzi              https://gavazziautomation.com
Data Logic                   https://www.datalogic.com
di-soric  (SNT sensortechnik)   https://www.di-soric.com
ipf electronic                https://www.ipf-electronic.de/en
Keyence                       https://www.keyence.com    
Leuze electronic          https://www.leuze.com                                                          
Massa                          https://www.massa.com        
MaxBotix                      https://www.maxbotix.com
Micro Detectors           https://www.microdetectors.com
Migatron                       https://www.migatron.com    
Omron                          https://www.ia.omron.com/products/category/sensors/ultrasonic-sensors
Rockwell Automation    https://www.rockwellautomation.com/en-no/products/hardware/allen-bradley/sensors-and-switches/presence-sensors/ultrasonic-sensors.html

Senix                             https://senix.com                  
Sensopart                     https://www.sensopart.com

Takenaka                      https://www.takex-elec.co.jp/en/product/category/67/series/353
Telemecanique             https://tesensors.com/fi/en/products/ultrasonic-sensors?range=519
Turck                            https://www.turck.de/de
Sick                              https://www.sick.com
WayCon                       https://www.waycon.biz
Wenglor                       https://www.wenglor.com/en


Иллюстрированные варианты применения ультразвуковых датчиков можно увидеть на этих страницах производителей :
https://www.microsonic.de/en/support/ultrasonic-technology/principle.htm                                                      
https://www.baumer.com/ch/en/product-overview/distance-measurement/ultrasonic-distance-sensors/c/290
https://www.pepperl-fuchs.com/russia/ru/classid_182.htm

Рекомендации пользователям нашего сервиса.
1).Рекомендация инженеру.
Перед началом поиска нужного датчика рекомендуется достаточно подробно, достаточно чётко понять физическую задачу, которую потребитель желает решить при помощи ультразвукового датчика. «Понять» физическую задачу означает описать задачу численно в тех параметрах, которые поясняются в пунктах «3)» и далее.
(Например, желательно чётко представлять в задаче : рабочую дистанцию, точность, быстродействие, требования к габаритам корпуса и материалам корпуса датчика, в каком виде потребитель хочет получить полезный сигнал на выходе датчика, допустимые температуры окружающей среды, степень герметичности корпуса и т.д.).

Численно описав задачу, пользователь сможет грамотно подобрать датчик и рассмотреть разные по цене варианты.

2).Рекомендация менеджеру, специалисту по закупку, контролёру закупочных цен.
Нашим сервисом можно воспользоваться, чтобы оценить адекватность цены, которую менеджер, к примеру, планирует заплатить за какой-либо ультразвуковой датчик. Для этого менеджеру следует запросить технические параметры датчика-«кандидата» у предполагаемого продавца-«кандидата». Затем, с помощью нашего сервиса менеджеру следует найти несколько, аналогичных по параметрам, датчиков, которые, скорее всего, имеются в нашем сервисе. Найдя датчики-аналоги через наш сервис, менеджер сможет адекватно сравнить цены. Правильнее будет не ограничиваться изучением возможностей лишь одного производителя.

3).Начало измерения, конец измерения.
Как правило, производитель обозначает рабочую зону для нормальной работы ультразвукового датчика: "начало измерения … конец измерения". Если объект расположить ближе, чем "начало измерения" (то есть в "мёртвой" зоне), то, почти однозначно, датчик не сможет обнаружить объект и не сможет вычислить расстояние до объекта. Если объект расположить от датчика дальше, чем "конец измерения", то датчик так же вряд ли сможет вычислить расстояние объекта.

Кроме того, обычно производители на диаграмме направленности ультразвукового луча обозначают размеры объекта. Объекты таких размеров или объекты большего размера будут уверенно детектироваться датчиком. Если размер объекта заметно меньше размера, обозначенного на диаграмме, то вполне вероятен случай, что датчик не сможет обнаружить чрезмерно малый объект. Однако, это можно выяснить дополнительно, например, у производителя или грамотного продавца. А так же : если отражательная способность объекта низкая, т.е. объект сильно рассеивает ультразвуковой сигнал, то снова вероятен случай, когда датчик не сможет обнаружить этот объект.
В этих двух случаях возможно лишь приближать объект к датчику так, чтобы датчик уверенно обнаруживал объект на меньшей дистанции.

4).Разрешение, точность.
Точность в миллиметрах – численный параметр, показывающий, с какой точностью датчик измеряет расстояние до объекта за период 8-часового теста при температуре 23 + 5 °C и при номинальном напряжении питания. Другими словами, это разброс показаний датчика (за вышеуказанное время при вышеназванной температуре), когда действительное расстояние между датчиком и объектом неизменно. (Следует отметить, что у разных производителей существуют заметно различающиеся толкования параметра "точность".)
Разрешение в миллиметрах – численный параметр, показывающий наилучшую, предельную точность при стабильных внешних условиях. Другими словами, это то наименьшее перемещение объекта, которое ещё способен обнаружить датчик в своём выходном сигнале в условиях стабильной температуры, стабильной влажности воздуха, отсутствия движения воздуха, отсутствия изменений в давлении воздуха, при стабильном электропитании. В реальности же влияние этих внешних факторов всегда имеется, поэтому разрешение есть лишь предельный, теоретический параметр.

Довольно редко производители приводят в абсолютных цифрах сразу оба параметра разрешение и точность.
н.д. – «нет данных», означает, что производитель не привёл этот параметр.

5).Регулировка ширины луча.
В автоматизации встречаются самые разные задачи для ультразвуковых датчиков, требующие иногда узкого, иногда широкого луча. Например, иногда невозможно предположить в какой части контролируемого пространства появится объект, поэтому нужно контролировать максимально возможный объём пространства. Для обнаружения объекта в максимально большой зоне пространства желателен широкий луч. Напротив, для исключения «задевания» луча за соседние посторонние объекты желательно, чтобы луч распространялся как можно компактнее, ýже. Например, задача определения уровня жидкости в сосуде с узкой горловиной : ультразвуковой луч должен пройти через эту горловину, не задевая горловину.

Некоторые ультразвуковые датчики имеют регулировку ширины луча : узкий / средний / широкий; или : узкий / широкий. Если производитель ультразвукового датчика предусматривает такие регулировки ширины луча, то, как правило, производитель указывает это на диаграммах направленности луча. Например, на странице    https://www.sntag.ch/index.php/englisch    поясняется физика процесса, имеются иллюстрации ультразвуковых лучей различной ширины.

6).Габариты корпуса.
Корпуса, близкие по форме к параллелепипеду («прямоугольные» корпуса) :
12x40x23; 40x40x40  и т.д.
Корпуса, близкие по форме к цилиндру с гладкой наружной поверхностью :     Ø18, L60; Ø40, L99  и т.д.
Корпуса, близкие по форме к цилиндру с резьбовой наружной поверхностью : M12, L70; G1(34 mm), L116  и т.д.

7).Материал корпуса.
Речь идёт об основных конструкционных материалах корпуса датчика. Здесь не учитываются материалы, находящиеся на излучающей, чувствительной поверхности датчика. Эти сведения могут быть существенными, когда необходимо применить ультразвуковой датчик с такими материалами внешних поверхностей, которые стойки к влиянию окружающей среды.

У производителей датчиков, у инженерных компаний общедоступны сведения, обычно в табличном виде, по которым можно выяснить устойчивость какого-либо материала к какому-либо веществу. Например, имеются разнообразные сведения здесь:
https://rusautomation.ru/articles/khimicheskaya-stoykost/
https://rusautomation.ru/articles/khimicheskaya-soprotivlyaemost-materialov/
https://rusautomation.ru/articles/stoykost-materialov-k-khimicheskim-smesyam/

8).Материал чувствительной поверхности.
Речь идёт о материалах, находящихся на излучающей, чувствительной поверхности датчика. А так же смотрите пункт «7)» выше.
н.д. – «нет данных», означает, что производитель не привёл этот параметр.

9).Регулирующие кнопки или потенциометры на корпусе.
С помощью регулирующих элементов (кнопка, потенциометр), выведенных на корпус датчика и обычно герметизированных, может осуществляться регулировка эксплуатационных характеристик ультразвукового датчика : рабочая дистанция, чувствительность датчика, тип выходного сигнала и т.д. Некоторые датчики не имеют никаких встроенных регулировок. Некоторые датчики регулируются посредством интерфейса : смотрите пункт «15)» ниже.

10).Количество проводов или контактов (на выходе датчика).
Через контакты встроенного разъёма или встроенный кабель осуществляются :
- электропитание,
- вывод полезного сигнала.
В зависимости от типа ультразвукового датчика через контакты встроенного разъёма или через встроенный кабель могут осуществляться :
- получение полезного сигнала посредством интерфейса того или иного стандарта,
- настройка датчика посредством интерфейса,
- синхронизация датчика.

11).Кабель / разъём / клеммы
      (встроенные в датчик).

Разъём M8, разъём M12 : это общепринятые обозначения часто используемых малогабаритных резьбовых разъёмов.

Разъём C723 : это 7-ми или 8-ми контактный малогабаритный разъём. Его использует производитель датчиков PIL sensoren.
Разъём V95 : это 5-ти контактный малогабаритный резьбовой разъём, тип "7/8". Его использует производитель датчиков Pepperl+Fuchs.
Разъём V7 : это 7-ти контактный малогабаритный резьбовой разъём. Его использует производитель датчиков Pepperl+Fuchs.
Клеммы : датчик имеет на выходе встроенные винтовые клеммы для подсоединения внешнего кабеля.
Кабель : датчик имеет встроенный кабель и производитель не приводит длину кабеля.
Кабель и разъём М12 : датчик имеет встроенный кабель, оканчивающийся разъёмом М12. Производитель не приводит длину кабеля.
Кабель 0,2m и разъём M8 : датчик имеет встроенный кабель длиной 0,2 m, оканчивающийся разъёмом М8.
          Аналогично с кабелями иной длины и иными разъёмами.    
Кабель 2m : датчик имеет встроенный кабель длиной 2 m.
           Аналогично с кабелями иной длины.

12). Бинарный выход (датчика).
В этом разделе перечисляются общепринятые бинарные выходы, а так же выходы, функционально близкие к бинарным.
Нет : означает, что некоторый конкретный датчик не имеет ни одного бинарного выхода. Однако, датчик может иметь иные типы выходов, названные ниже в разделах «13)», «14)», «15)».
PNP, 2PNP, 3PNP : датчик имеет один, два, или три бинарных выхода PNP.
NPN, 2NPN : датчик имеет один или два бинарных выхода NPN.
PNP/NPN : у датчика один бинарный выход, который можно настроить как PNP или NPN.
2PNP/NPN : у датчика два бинарных выхода, которые можно настроить как PNP или NPN.
push-pull : у датчика один бинарный универсальный выход.
2push-pull : у датчика два бинарных универсальных выхода.
frequency PNP : датчик имеет частотный выход PNP. Частота выходного сигнала находится в некоторой функциональной зависимости от расстояния до объекта.
frequency NPN : датчик имеет частотный выход NPN. Частота выходного сигнала находится в некоторой функциональной зависимости от расстояния до объекта.
frequency push-pull : датчик имеет частотный выход push-pull. Частота выходного сигнала находится в некоторой функциональной зависимости от расстояния до объекта.
relay output : датчик на выходе имеет реле. Мощность, коммутируемая таким реле, обычно заметно больше, чем мощность транзисторных выходов PNP, NPN, push-pull.
3relay output : датчик на выходе имеет три реле. Мощность, коммутируемая такими реле, обычно заметно больше, чем мощность транзисторных выходов PNP, NPN, push-pull.
PWM output (PNP) : на выходе датчика имеется широтно-импульсно-модулированный сигнал, который находится в некоторой функциональной зависимости от расстояния до объекта.

13).Аналоговый выход токовый.
Нет : означает, что данный конкретный датчик не имеет токового выхода.
Выходные 0-20 mA или 4-20 mA : ток на выходе датчика пропорционален расстоянию до объекта, т.е. больше расстояние - больше ток. Иногда, возможна обратная настройка в датчике, когда больше расстояние - меньше ток.

14).Аналоговый выход вольтовый.
Нет : означает, что некоторый конкретный датчик не имеет вольтового выхода.
Выходные  0…10V, 0,5…4,5V или 2…10V : напряжение на выходе датчика пропорционально расстоянию до объекта, т.е. больше расстояние - больше напряжение. Иногда, возможна обратная настройка в датчике, когда больше расстояние - меньше напряжение.

15).Интерфейс.
Нет : означает, что некоторый конкретный датчик не имеет интерфейсов, перечисленных
ниже. Однако, для создания полезной информации тот же датчик может иметь на выходе бинарные сигналы или аналоговые сигналы.
teach-in : используется для дистанционной настройки ("обучения") датчика через соответствующий контакт разъёма или кабеля. Алгоритм настройки может быть весьма специфичен в зависимости от производителя датчика. Алгоритм настройки может предполагать или может не предполагать применения дополнительного устройства-программатора.
синхронизация : используется для согласования во времени работы нескольких ультразвуковых датчиков, расположенных поблизости друг от друга, для исключения взаимовлияния.
IO-Link : неадресуемый интерфейс для двунаправленной связи между IO-Link датчиком и системой управления (программатором, контроллером, компьютером и т.д.). Интерфейс может использоваться, в зависимости от типа датчика, как для передачи измерительного сигнала от датчика, так и для передачи в датчик сигналов настройки и программирования.
RS 232 : интерфейс для связи между датчиком и системой управления. Интерфейс может использоваться, в зависимости от типа датчика, как для передачи измерительного сигнала от датчика, так и для передачи в датчик сигналов настройки и программирования.
RS 485 : интерфейс для связи между датчиком и системой управления. Интерфейс может использоваться, в зависимости от типа датчика, как для передачи измерительного сигнала от датчика, так и для передачи в датчик сигналов настройки и программирования.
serial : интерфейс для связи между ультразвуковым датчиком и программатором.
echo-signal : тип выходного сигнала ультразвукового датчика. Представляет собой электрический импульс, который формируется датчиком в момент, когда датчик получил отражённый от объекта ультразвуковой сигнал.
specific PIL : специфичный электрический сигнал об измеренной дистанции до объекта, который от ультразвукового датчика производителя PIL sensoren поступает на усилитель производителя PIL sensoren.
physical LIN interface, UART 3.3V : интерфейс для передачи измерительного сигнала и программирования между ультразвуковым датчиком и системой управления.

16).Напряжение питания (ультразвуковых датчиков).
В нашем сервисе можно выбрать ультразвуковые датчики со следующими вариантами напряжений.
- Датчик питается только напряжением постоянного тока :

2,5...5 VDC / 8...18 VDC
9…30 VDC
10…30 VDC
12…30 VDC
15…30 VDC
17…30 VDC
18…30 VDC
19…30 VDC
19,2…28,8 VDC
20…30 VDC

- Датчик питается только напряжением переменного тока :

90…140 VAC

- Датчик может питаться как напряжением постоянного тока, так и напряжением переменного тока :

10...253 VDC / 20...253 VAC
22…253 V AC/DC

17).Взрывобезопасность.
Не нормируется : означает, что данный датчик не предназначен для работы в какой-либо взрывоопасной зоне. Датчик имеет общемашиностроительное исполнение.
ATEX : означает, что датчиком выполняются нормативно-технические требования взрывобезопасности ATEX. Датчик может работать во взрывоопасной среде, которая соответствует нормам ATEX.

18).Быстродействие: частота переключений, Hz.
Указана частота в герцах : означает максимальную частоту в герцах выходного бинарного сигнала датчика, когда датчик успевает отреагировать на колебания расстояния между датчиком и объектом. Обычно такой параметр приводится производителем для датчика, у которого имеется выходной бинарный сигнал.

н.д. – «нет данных», означает, что производитель не привёл этот параметр.

19).Быстродействие: задержка отклика, ms.
Указана задержка в миллисекундах : означает разницу во времени в миллисекундах между моментом изменения положения объекта и моментом появления измерительного сигнала на выходе датчика. Обычно такой параметр приводится производителем для датчика, у которого имеется аналоговый или цифровой измерительный сигнал на выходе.
н.д. – «нет данных», означает, что производитель не привёл этот параметр.

20).Индикаторы на корпусе.
LED : датчик имеет встроенные точечные или 7-сегментные индикаторы. Алгоритм свечения индикаторов существенно отличается у разных датчиков разных производителей. Возможные варианты свечения/информирования : датчик верно подключён к электропитанию, датчик обнаружил объект, датчик неуверенно обнаружил объект, отображение измеренной датчиком дистанции в абсолютной величине, вспомогательная индикация при настройке датчика и т.д.
нет : индикаторы на корпусе датчика отсутствуют.
н.д. – «нет данных», означает, что производитель не привёл сведений.

21).Защита корпуса (степень герметичности корпуса).
У разных производителей имеются различия в понимании степеней герметичности корпуса. Примерно, следует понимать так.
IP54 – корпус защищён от водных капель.
IP65 – корпус защищён от падающих под любым углом водных капель.
IP66 – корпус защищён от мелких водных капель (брызг).
IP67 – устройство выдерживает погружение в воду на глубину 1 метр на 30 минут.
IP68 – устройство выдерживает погружение в воду на глубину 1 метр на 24 часа.
IP69K – устройство выдерживает обработку корпуса струями воды определённого давления по определённой цикло-временной методике.

При выборе датчика для ответственного применения рекомендуется уточнять у конкретного производителя, что производитель гарантирует под конкретным параметром «IP … ».

22).Рабочие температуры.
Предложены на выбор 16-ть температурных диапазонов для продолжительной работы ультразвукового датчика.

23).Повышенная стойкость корпуса к химическим воздействиям.
Нет : ультразвуковой датчик не предназначен для работы в зонах, где имеются агрессивные химические воздействия. Датчик имеет общемашиностроительное исполнение.
Да : ультразвуковой датчик может работать в зонах, где имеются агрессивные химические воздействия. Однако, следует уточнять стойкость внешних поверхностей данного датчика к конкретным агрессивным веществам, имеющимся в задаче потребителя.

24).Допуск к избыточному давлению измеряемой среды.
Нет : ультразвуковой датчик не предназначен для работы в зонах, где имеется како-либо избыточное давление. Датчик предназначен лишь для зон, где давление воздуха близко с нормальному атмосферному.

6 bar : ультразвуковой датчик может работать в зонах с избыточным давлением до 6 bar.

Следует учитывать, что при повышении давления заметно увеличиваются рабочие дистанции датчика из-за изменения скорости
ультразвуковой волны в среде повышенного давления.

25).Теоретическая наработка на отказ, MTTF, лет.
Некоторые производители приводят этот расчётно-теоретический параметр в годах, принятый в англоязычной технической литературе. Параметр не учитывает старение элементов изделия, которое может быть весьма ощутимым, например, при значительном повышении окружающей температуры.
н.д. – «нет данных», означает, что производитель не привёл этот параметр.

26).Масса, g.
Масса изделия в граммах
н.д. – «нет данных», означает, что производитель не привёл этот параметр.

27).Ориентировочная цена euro, без НДС.
Указываются округлённые, ориентировочные цены на большинство изделий. Цены взяты :
- с сайтов производителей, если производитель приводит цены,

- экспертные оценки цены.
Для удобства сравнения цены приведены в одной валюте по примерному курсу валют на октябрь 2021 года. Приведённую ориентировочную цену не следует считать чьим-либо официальным предложением о покупке.
н.д. – «нет данных», означает, что цену изделия выяснить не удалось.

28).Производитель.
В нашем сервисе приводятся следующие количества изделий названных производителей.

Сенсор                :    4 шт.
СКБ Индукция    :    2 шт.
Теко                    :     2 шт.
Balluff                  :  114 шт.
ifm electronic       :    85 шт.
Kacise                 :    20 шт.
microsonic           :  268 шт.
Pepperl+Fuchs    :   340 шт.
PIL sensoren       :   180 шт.

 

English.

Service on our website  https://www.sesese.org/Home/Catalog  intended for a wide range of users:
- electrical design engineers
- automation engineers,
- managers for the purchase and sale of automation devices,
- price control specialists,
- to everyone who wants to deepen their knowledge in automation and the use of ultrasonic sensors.

Our service offers a selection of ultrasonic sensors for a very versatile application. The sensors work on the ultrasonic principle of distance measurement. Essentially, these are ultrasonic distance sensors - devices that calculate the distance from a sensor to an object by measuring the time taken by an ultrasonic pulse to reach the object and returning the reflected signal back to the sensor.

The universal sensors listed in our database can solve a wide range of automation tasks in industries: industry, agriculture, warehousing, transport, households, etc. Our service includes about 1 015 ultrasonic universal sensors that cover working distances from a few millimeters to 10 000 mm.

Universal ultrasonic sensors are mainly designed to operate in normal air with air pressure not much different from normal. Some ultrasonic sensors can operate in air containing chemically aggressive substances, while such sensors have special coatings on the outer surfaces.

Some ultrasonic sensors are suitable for use in pressurized environments or for use in explosive environments, with such capabilities specifically specified by the sensors manufacturers.

Our service does not consider, does not take into account the following ultrasonic devices:
- ultrasonic flowmeters and viscometers,
- ultrasonic sensors for non-destructive testing of materials and thickness gauges,

- echo sounders for monitoring objects in water bodies,

- medical ultrasonic diagnostic devices,
- ultrasonic sensors for measuring distances of the order of several microns,

- fork-shaped ultrasonic sensors,
- ultrasonic devices for 3-dimensional measurements,
- piezoelectric and electrostatic sensitive elements as separate devices.

The advantages of ultrasonic sensors (rangefinders) compared to, for example, with inductive and optical sensors:
- ultrasonic sensors do not require transparency of the medium, like optical sensors; ultrasonic sensors reliably detect an object even in environments with heavy dust or heavy smoke;
- ultrasonic sensors reliably detect solid, liquid, loose, porous objects, while the color, gloss, transparency of the object are not important;

- ultrasonic sensors have significantly greater operating distances than inductive sensors.

Features of ultrasonic sensors:
- as a rule, ultrasonic sensors are inferior in speed to both optical and inductive sensors;
- the ultrasonic beam usually has a larger cross section than, for example, a laser beam. The radiation pattern of the ultrasonic beam covers a noticeably larger area than the laser beam pattern or than the narrow optical non-laser beam pattern.

These circumstances should be taken into account by engineers.

Our service offers a choice of approximately 1 015 types of ultrasonic sensors from 9 manufacturers:

- Sensor, Russia                 https://sensor-com.ru
- SKB Induction, Russia      https://skbind.ru
- Teko, Russia                     https://teko-com.ru
- Balluff, Germany               https://www.balluff.com/ru-ru
- ifm electronic, Germany    https://www.ifm.com
- Kacise, China                    https://www.kacise.com
- microsonic, Germany        https://www.microsonic.de
- Pepperl+Fuchs, Germany https://www.pepperl-fuchs.ru
- PIL sensoren, Germany    https://www.pil.de/en

Two manufacturers (microsonic, PIL sensoren) specialize exclusively in ultrasonic sensors.
Our service provides almost all serial ultrasonic sensors of the above manufacturers, indicated on the manufacturers' websites for the period October-November 2021.

The above companies are far from exhausting the list of manufacturing companies, companies selling universal ultrasonic sensors in the world. Below is an incomplete list of other companies that also offer universal ultrasonic sensors:

Banner                         https://www.bannerengineering.com            

Baumer                        https://www.baumer.com
Carlo Gavazzi              https://gavazziautomation.com
Data Logic                   https://www.datalogic.com
di-soric  (SNT sensortechnik)   https://www.di-soric.com
ipf electronic                https://www.ipf-electronic.de/en
Keyence                       https://www.keyence.com    
Leuze electronic          https://www.leuze.com                                                          
Massa                          https://www.massa.com        
MaxBotix                      https://www.maxbotix.com
Micro Detectors           https://www.microdetectors.com
Migatron                       https://www.migatron.com    
Omron                          https://www.ia.omron.com/products/category/sensors/ultrasonic-sensors
Rockwell Automation   https://www.rockwellautomation.com/en-no/products/hardware/allen-bradley/sensors-and-switches/presence-sensors/ultrasonic-sensors.html
Senix                            https://senix.com                   
Sensopart                     https://www.sensopart.com
Takenaka                     https://www.takex-elec.co.jp/en/product/category/67/series/353
Telemecanique             https://tesensors.com/fi/en/products/ultrasonic-sensors?range=519
Turck                            https://www.turck.de/de
Sick                              https://www.sick.com
WayCon                       https://www.waycon.biz
Wenglor                       https://www.wenglor.com/en

Variants of application of ultrasonic sensors. Applications, for example, can be found on these manufacturer pages:
https://www.microsonic.de/en/support/ultrasonic-technology/principle.htm                                                      

https://www.baumer.com/ch/en/product-overview/distance-measurement/ultrasonic-distance-sensors/c/290
https://www.pepperl-fuchs.com/russia/ru/classid_182.htm

Recommendations to users of our service.

1).Recommendation to the engineer.
Before starting the search for the right sensor, it is recommended to understand in sufficient detail, quite clearly the physical problem that the consumer wants to solve with the help of an ultrasonic sensor. To "understand" a physical problem means to describe the problem numerically in terms of the parameters explained in paragraphs "3)" and further. (For example, it is desirable to clearly understand in your task: the working distance, accuracy, speed, requirements for the dimensions of the housing and materials of the sensor housing, in what form the user wants to receive a useful signal at the sensor output, permissible ambient temperatures, the degree of sealing of the body, etc. .).

Having described the problem numerically, the user will be able to correctly select the sensor and consider options that are different in price.

2). Recommendation to the manager, purchasing specialist, purchase price controller.

Our service can be used to assess the adequacy of the price that the manager, for example, plans to pay for any ultrasonic sensor. To do this, the manager should request the technical parameters of the “candidate” sensor from the prospective “candidate” seller. Then, with the help of our service, the manager should find several sensors similar in parameters, which, most likely, are available in our service. Having found analogue sensors through our service, the manager will be able to adequately compare prices. It would be more correct not to be limited to studying the capabilities of only one manufacturer.

3).Measurement start, measurement end.

As a rule, the manufacturer designates the working area for the normal operation of the ultrasonic sensor: start of measurement ... end of measurement. If the object is placed closer than the “beginning of measurement” (in the “dead” zone), then, almost certainly, the sensor will not be able to detect the object and will not be able to calculate the distance to the object. If the object is located farther from the sensor than the "end of measurement", then the sensor will also not be able to calculate the distance of the object.

In addition, manufacturers usually indicate the dimensions of the object on the radiation pattern of the ultrasonic beam. Objects of this size or larger objects will be reliably detected by the sensor. If the size of the object is noticeably smaller than the size indicated on the diagram, then it is quite likely that the sensor will not be able to detect such a small object. However, this should be clarified additionally, for example, with the manufacturer.

And also: if the reflectivity of the object is low, i.e. If an object strongly scatters the ultrasonic signal, it is again possible that the sensor will not be able to detect this object. In these two cases, it is only possible to bring the object closer to the sensor so that the sensor can confidently detect an object at a shorter distance.

4). Resolution, accuracy.

Accuracy in millimeters is a numerical parameter showing with what accuracy the sensor measures the distance to an object during an 8-hour test period at a temperature of 23 + 5 °C and at a nominal supply voltage. In other words, it is the spread of the sensor readings (for the above time at the above temperature) when the actual distance between the sensor and the object is unchanged. (It should be noted that different manufacturers have markedly different interpretations of the “accuracy” parameter.)

Resolution in millimeters is a numerical parameter showing the best, ultimate accuracy under stable external conditions. In other words, this is the smallest object movement that the sensor is still able to detect in its output signal under conditions of stable temperature, stable air humidity, no air movement, no change in air pressure, with a stable power supply. In reality, the influence of these external factors is always present, so the resolution is only a limiting, theoretical parameter.

Quite rarely, manufacturers give both resolution and accuracy parameters in absolute numbers at once.
н.д. - “no data”, means that the manufacturer did not provide this parameter.

5).Beam width adjustment.
In automation, there are a variety of tasks for ultrasonic sensors, sometimes requiring a narrow, sometimes wide beam. For example, sometimes it is impossible to predict in which part of the controlled space an object will appear, so you need to control the maximum possible amount of space. To detect an object in the largest possible area of ​​space, a wide beam is desirable. On the contrary, in order to exclude the "touching" of the beam by neighboring foreign objects, it is desirable that the beam propagate as compactly as possible, narrower. For example, the task of determining the level of liquid in a vessel with a narrow neck: an ultrasonic beam must pass through this neck without hitting the neck.

Some ultrasonic transducers have beam width adjustment: narrow / medium / wide; or : narrow / wide. If the ultrasonic transducer manufacturer provides for such beamwidth adjustments, the manufacturer will usually indicate this on the beam patterns.

For example, on the page  https://www.sntag.ch/index.php/englisch  the physics of the process is explained, there are illustrations of ultrasonic beams of various widths.

6). Housing dimensions.
Housing close in shape to a parallelepiped ("rectangular" housing): 12x40x23; 40x40x40 etc.
Housing similar in shape to a cylinder with a smooth outer surface: Ø18, L60; Ø40, L99 etc.
Housing similar in shape to a cylinder with a threaded outer surface: M12, L70; G1(34mm), L116 etc.

7). Housing material.
We are talking about the main structural materials of the sensor housing. Materials on the radiating, sensing surface of the sensor are not taken into account here.
This information can be essential when it is necessary to use an ultrasonic sensor with external surface materials that are resistant to environmental influences.

Sensor manufacturers and engineering companies have publicly available information, usually in tabular form, which can be used to determine the resistance of a material to a substance. For example, there is a variety of information here:
https://rusautomation.ru/articles/khimicheskaya-stoykost/
https://rusautomation.ru/articles/khimicheskaya-soprotivlyaemost-materialov/
https://rusautomation.ru/articles/stoykost-materialov-k-khimicheskim-smesyam/

8).Material of sensitive surface.
We are talking about materials located on the radiating, sensitive surface of the sensor. See also paragraph “7)” above.
н.д. - “no data”, means that the manufacturer did not provide this parameter.

9).Regulating buttons or potentiometers on the housing.
With the help of control elements (button, potentiometer) brought to the sensor body and usually sealed, the performance characteristics of the ultrasonic sensor can be adjusted: working distance, sensor sensitivity, type of output signal, etc. Some sensors do not have any built-in adjustments. Some sensors are controlled via the interface : see "15)" below.

10). Number of wires or contacts (at the output of the sensor).

Through the contacts of the built-in connector or the built-in cable, the following are carried out:
- power supply,
- useful signal output.

Depending on the type of ultrasonic sensor, the following can be carried out through the contacts of the built-in connector or through the built-in cable:
- receiving a useful signal through the interface of one or another standard,

- setting the sensor via the interface,
- sensor synchronization.

11).Cable / Connector / Terminals
      (embedded in the sensor).

M8 connector, M12 connector : common designations for commonly used small-sized threaded connectors.
Connector C723 : This is a 7 or 8 pin mini connector. It is used by the sensor manufacturer PIL sensoren.

Connector V95 : This is a 5 pin small size threaded connector, type 7/8". It is used by sensor manufacturer Pepperl+Fuchs.
Connector V7 : This is a 7 pin small size threaded connector. It is used by sensor manufacturer Pepperl+Fuchs.
Terminals : the sensor has built-in screw terminals at the output for connecting an external cable.
Cable : The sensor has a built-in cable. The manufacturer does not give the length of the cable.
Cable and M12 connector: the sensor has an integrated cable terminated with an M12 connector. The manufacturer does not give the length of the cable.
0.2m cable and M8 connector: The sensor has a built-in 0.2m cable terminated in an M8 connector.
         Similarly with cables of a different length and other connectors.
2m cable : the sensor has a built-in 2m cable.
         Similarly with cables of other lengths.

12). Binary output (sensor).

This section lists common binary outputs, as well as outputs that are functionally close to binary.

No : means that a particular sensor does not have any binary output. The sensor may have other types of outputs, listed below in sections "13)", "14)", "15)".
PNP, 2PNP, 3PNP : The sensor has one, two, or three PNP binary outputs.
NPN, 2NPN : The sensor has one or two NPN binary outputs.
PNP/NPN : The sensor has one binary output which can be configured as PNP or NPN.
2PNP/NPN : The sensor has two binary outputs that can be configured as PNP or NPN.
push-pull : the sensor has one binary universal output.
2push-pull : the sensor has two binary universal outputs.
frequency PNP : The sensor has a PNP frequency output. The frequency of the output signal is in some functional dependence on the distance to the object.
frequency NPN : The sensor has an NPN frequency output. The frequency of the output signal is in some functional dependence on the distance to the object.
frequency push-pull : The sensor has a push-pull frequency output. The frequency of the output signal is in some functional dependence on the distance to the object.
relay output : The output sensor has a relay. The power switched by such a relay is usually noticeably greater than the power of PNP, NPN or push-pull transistor outputs.
3relay output : The output sensor has three relays. The power switched by such relays is usually noticeably higher than the power of PNP, NPN or push-pull transistor outputs.
PWM output (PNP): The output of the sensor is a pulse-width modulated signal, which is in some functional dependence on the distance to the object.

13).Analog current output.

No : means that this particular sensor has no current output.
Output 0-20 mA or 4-20 mA: the current at the output of the sensor is proportional to the distance to the object - the greater the distance, the greater the current. Sometimes, it is possible to reverse the setting in the sensor, when the distance is greater, the current is less.

14). Analog output is volt.
No : means that some specific sensor has no voltage output.
Output 0…10V, 0.5…4.5V or 2…10V: the voltage at the sensor output is proportional to the distance to the object, the greater the distance, the greater the voltage. Sometimes, it is possible to reverse the setting in the sensor, when the greater the distance, the less voltage.

15).Interface.
No : means that some particular sensor does not have the interfaces listed below. However, to create useful information, the same sensor can output binary signals or analog signals.

teach-in : used for remote configuration ("learning") of the sensor through the corresponding pin of the connector or cable. The tuning algorithm can be very specific depending on the sensor manufacturer. The setup algorithm may or may not involve the use of an additional programmer device.
synchronization: used to coordinate the operation of several ultrasonic sensors located in close proximity to each other in time to eliminate interference.
IO-Link : non-addressable interface for bi-directional communication between an IO-Link sensor and a control system (programmer, controller, computer, etc.). The interface can be used, depending on the type of sensor, both for transmitting the measurement signal from the sensor and for transmitting configuration and programming signals to the sensor.
RS 232 : interface for communication between sensor and control system. The interface can be used, depending on the type of sensor, both for transmitting the measurement signal from the sensor and for transmitting configuration and programming signals to the sensor.
RS 485 : interface for communication between sensor and control system. The interface can be used, depending on the type of sensor, both for transmitting the measurement signal from the sensor and for transmitting configuration and programming signals to the sensor.
serial : interface for communication between ultrasonic transducer and programmer.
echo-signal : the output signal type of the ultrasonic sensor. It is an electrical impulse that is generated by the sensor at the moment when the sensor received an ultrasonic signal reflected from the object.
specific PIL : specific electrical signal about the measured distance to the object, which from the ultrasonic sensor manufacturer PIL sensoren goes to the amplifier manufacturer PIL sensoren.
physical LIN interface, UART 3.3V : interface for measuring signal transmission and programming between ultrasonic transducer and control system.

16).Power supply (for ultrasonic sensors).

In our service, you can choose ultrasonic sensors with the following voltage options.
- The sensor is powered by DC voltage only:
2.5...5 VDC / 8...18 VDC
9…30 VDC
10…30 VDC
12…30 VDC
15…30 VDC
17…30 VDC
18…30 VDC
19…30 VDC
19.2…28.8 VDC
20…30 VDC

- The sensor is powered by AC voltage only:
90…140 VAC

- The sensor can be powered by both DC voltage and AC voltage:
10...253 VDC / 20...253 VAC
22…253 V AC/DC

17).Explosion proof.
No : means that this sensor is not intended for operation in any hazardous area. The sensor has a general machine-building design.

ATEX : means that the transmitter complies with the ATEX explosion-proof regulations. The sensor can operate in an explosive environment that complies with ATEX regulations.

18).Speed: switching frequency, Hz.
Specified frequency in hertz : means the maximum frequency in hertz of the output binary signal of the sensor, when the sensor has time to respond to fluctuations in the distance between the sensor and the object. Typically, this parameter is given by the manufacturer for a sensor that has a binary output signal.
н.д. - “no data”, means that the manufacturer did not provide this parameter.

19).Speed: response delay, ms.
Specified delay in milliseconds : means time difference in milliseconds between the moment the object position changes and the moment the measuring signal appears at the sensor output. Typically, this parameter is given by the manufacturer for a sensor that has an analog or digital measuring signal at the output.

н.д. - “no data”, means that the manufacturer did not provide this parameter.

20).Indicators on the housing.
LED : The sensor has built-in dot or 7-segment displays. The indicator glow algorithm differs significantly for different sensors from different manufacturers. Possible lighting options: the sensor is correctly connected to the power supply, the sensor has detected an object, the sensor has detected an object uncertainly, displaying the distance measured by the sensor in absolute value, auxiliary indication when setting up the sensor, etc.
No : There are no indicators on the sensor body.
н.д. - “no data”, means that the manufacturer did not provide information.

21).Protection of the housing (the degree of sealing of the body).

Different manufacturers have differences in understanding the degrees of tightness of the case. Approximately, it should be understood as follows.
IP54 - the housing is protected from water drops.
IP65 - the housing is protected from water drops falling at any angle.
IP66 - the housing is protected from small water drops (splashes).
IP67 - the device can withstand immersion in water to a depth of 1 meter for 30 minutes.
IP68 - the device can withstand immersion in water to a depth of 1 meter for 24 hours.
IP69K - the device withstands the treatment of the body with water jets of a certain pressure according to a certain cyclo-time technique.

When choosing a sensor for a responsible application, it is recommended to check with a specific manufacturer what the manufacturer guarantees under a specific “IP …” parameter.

22).Working temperatures.
There are 16 temperature ranges to choose from for long-term operation of the ultrasonic sensor.

23).Increased resistance of the housing to chemical attack.
No : The ultrasonic sensor is not designed for use in areas where there are aggressive chemical influences. The sensor has a general machine-building design.
Yes : the ultrasonic sensor can work in areas where there are aggressive chemical influences. However, it is necessary to clarify the resistance of the outer surfaces of this sensor to specific aggressive substances available in the consumer's task.

24).Tolerance to the overpressure of the measured medium.
No : The ultrasonic sensor is not designed to operate in areas where there is any overpressure. The sensor is designed for areas where air pressure is close to normal atmospheric pressure.
6 bar : The ultrasonic sensor can operate in overpressure areas up to 6 bar.
It should be borne in mind that with increasing pressure, the working distances of the sensor increase markedly.

25).Theoretical time between failures, MTTF, years.
Some manufacturers give this design and theoretical parameter in years, adopted in the English-language technical literature. The parameter does not take into account the aging of the elements of the product, which can be very noticeable, for example, when the ambient temperature rises.

н.д. - “no data”, means that the manufacturer did not provide this parameter.

26).Mass, g.

Product weight in grams
н.д. - “no data”, means that the manufacturer did not provide this parameter.

27). Estimated price euro, without VAT.
Rounded, indicative prices for most products are indicated. Prices are taken:
- from manufacturers' websites, if the manufacturer quotes prices,

- expert estimates of the price.
For ease of comparison, prices are given in one currency at an approximate exchange rate in October 2021.
The indicated indicative price should not be considered as an official purchase offer by anyone.
н.д. - “no data”, means that the price of the product could not be determined.

28).Manufacturer.
Our service lists the following quantities of products from the named manufacturers.

Sensor:                  4 pcs.
SKB Induction:       2 pcs.
Teko:                      2 pcs.
Balluff:                114 pcs.
ifm electronic:       85 pcs.
Kacise:                 20 pcs.
microsonic:         268 pcs.
Pepperl+Fuchs:  340 pcs.
PIL sensoren:     180 pcs.

Полезные ссылки:

Сайт разработан командой SESESE.org

Копирование материалов сайта возможно только с указанием ссылки на первоисточник.