O+P Fluidtechnik 6/2025

SENSORTECHNIKROBUSTE

SENSORTECHNIKROBUSTE SENSORIK FÜR AUTOMATISIERUNG AUF DEM ACKERABSTAND DURCHGEHENDOPTIMALMOBILE MASCHINENMatsch und Staub, ständige Vibration undErschütterungen gehören zu denBegleiterscheinungen der maschinellenFeldarbeit: Hier wird widerstandsfähige Technikgebraucht. Das gilt auch für die Sensoren, mitderen Hilfe immer mehr Abläufe automatisiertwerden. Ultraschallsensorik ist bauartbedingthochgradig robust und damit für den hartenEinsatz in der Landwirtschaft prädestiniert.Pepperl+Fuchs bietet für den Außeneinsatzoptimierte Geräte mit CAN-Schnittstelle an. DasPortfolio umfasst außerdem ähnlich robusteRadarsensoren für spezifische Anwendungen.Carsten Heim, Product Manager Ultrasonic Sensors, Pepperl+Fuchs SEEs ist kein Zufall, dass Schiffe und Unterseeboote den Meeresgrundmit dem Echolot „abtasten“ – das Gerät gewährleistetselbst unter widrigsten Umständen eine zuverlässigeDistanzmessung. Ultraschallsensoren, die in der Industrieoder an mobilem Equipment eingesetzt werden, funktionierennach demselben Prinzip. Die Geräte senden kurze, unhörbareSchallimpulse aus und registrieren ihr Echo. Die Zeitspanne zwischenSenden und Empfangen des Signals entspricht der Entfernungzum Zielobjekt, die von einem integrierten Mikroprozessormillimetergenau berechnet wird. Dabei spielen Farbe und Oberflächenbeschaffenheit,Staub und Schmutz, Sonnen- und Lichteinstrahlungkeine Rolle. Die Impulse durchdringen auch Regenund Schnee, Nebel und Staubwolken. Selbst Öl und Schmutz aufdem Gerät können die Messung praktisch nicht beeinträchtigen.Ein weiterer Vorteil der Ultraschallmessung ergibt sich aus derForm der sogenannten Schallkeule: Die Schallwellen, die vomSensor ausgesandt werden, breiten sich kegelförmig aus undtreffen daher nicht punktförmig, sondern flächig auf den Zielbereich.So ist sichergestellt, dass auch unregelmäßig geformte Objekteund Oberflächen zuverlässig erfasst werden. Der Sensorgibt jeweils einen validen Mittelwert über mehrere Einzelmessungenaus. Bei den Geräten von Pepperl+Fuchs können sowohldie Parameter der Mittelwertbildung als auch der Durchmesserder Schallkeule passend zur Anwendung konfiguriert werden.Mit ihrer bauartbedingten Robustheit und messtechnischen Zuverlässigkeitsind sie ideal für den Einsatz in der Landwirtschaftgeeignet.40 O+P Fluidtechnik 2025/06 www.oup-fluidtechnik.de

SENSORTECHNIKfeinfühligen Erdbeererntemaschinen, liefern Ultraschallsensorendie Datengrundlage für die Spursteuerung zwischen denPflanzreihen oder schützen die filigranen Fruchtgreifer vor Bodenkontaktund damit vor Beschädigung.Die präzise Erfassung der Maschinenumgebung mittels Ultraschallmacht eine sehr kleinteilige Differenzierung möglich. DieGeräte können zusätzlich genutzt werden, um das Ausbringender Spritzmittel auf die Zielpflanzen zu beschränken. In einerObstplantage wird das Spritzmittel dann nicht mehr kontinuierlichausgebracht und auch in den Zwischenräumen zwischen denBäumen verteilt, sondern gezielt nur auf die Nutzpflanzen gerichtet.Die Ultraschallsensoren können die Lücken zwischenBäumen präzise erkennen und dort die Unterbrechung desSprühvorgangs auslösen. So wird der Verbrauch gesenkt, wasnicht nur Kosten spart, sondern auch die Umwelt schont.Ultraschallsensorenüberwachenkontinuierlich denAbstand desAuslegers zumBoden oder derPflanzendeckeAUSLEGERSTEUERUNG UND KOLLISIONSSCHUTZEin typisches Anwendungsbeispiel ist die Höhensteuerung vonMaschinenauslegern wie etwa einer Spritzvorrichtung. Die Sensorenüberwachen den Abstand zum Boden beziehungsweise zurPflanzendecke. Ihre Signale werden von der automatischen Steuerunggenutzt, um ein Aufsetzen des Auslegers in unregelmäßigemGelände zu verhindern sowie den optimalen Abstand zu denPflanzen sicherzustellen.Die Ultraschallsensoren werden für diese Anwendung seitlicham Vorratsbehälter für das Spritzmittel oder an den Auslegernangebracht. Ihr Erfassungsbereich ist unmittelbar vor die Sprühfahnegerichtet. Die Form der Schallkeule lässt sich flexibel konfigurierenund auf die Anwendung abstimmen. Der genaue Installationsortund die Montagehöhe über dem Boden könnenweitgehend frei gewählt werden.FÜLLSTAND MESSEN, SELEKTIV SPRITZENÄhnlich wie bei der Spritze lassen sich die Sensorsignale auch fürdie automatische Höhensteuerung von Schnittbalken und Mähwerkennutzen. Außerdem werden Ultraschallgeräte für die Füllstandsmessungverwendet. Beim Mähdrescher können sie dieFüllhöhe des Korntanks oder in Kartoffelerntemaschinen die desErntebehälters erfassen. Dasselbe gilt für die Beladung von Zuführbändern,um mittels Mengeninformation das Erntetempoder Maschine zu regulieren. Bei Robotikanwendungen, etwa anCAN-SCHNITTSTELLE FÜR ULTRASCHALL- UNDRADARSENSORENPepperl+Fuchs bietet verschiedene Ultraschallsensoren an, diefür den Außeneinsatz unter härtesten Bedingungen optimiertsind. Die Geräte der Serie L2 sind darüber hinaus auch mit einerCAN-Schnittstelle (CANopen und J1939) verfügbar. Sie erlaubendamit eine besonders einfache Integration in die Fahrzeugsteuerungssysteme.Die optionale Synchronisationsfunktion ermöglichtden Einsatz mehrerer Sensoren an einem Fahrzeug. Sieverhindert, dass sich die Ultraschallsignale der einzelnen Gerätegegenseitig stören.Ebenfalls mit CAN-Schnittstellen (CANopen- oder J1939-Protokoll)sind die für den landwirtschaftlichen Einsatz ausgelegtenRadarsensoren von Pepperl+Fuchs ausgestattet. Das Radarmessverfahrenweist einige Ähnlichkeiten mit der Ultraschalltechnologieauf. Auch hier wird das Echo eines ausgesandten Impulseserfasst, in diesem Fall sind es Radiowellen. Das Messprinzip istebenfalls sehr robust und weitgehend unempfindlich gegen vieleäußere Einflüsse. Die Geräte sind eine alternative Option zu Ultraschallsensorenfür die Fahrzeugautomatisierung, beispielsweisewenn besonders große Reichweiten gefordert sind.GROSSE REICHWEITE, HOHE SCHUTZARTEin typischer Einsatz für Radarsensoren in der Landwirtschaft istdie Sicherstellung eines konstanten Abstands zwischen zweiFahrzeugen, wenn zum Beispiel ein Mähdrescher das gedrosche-01 Radarsensor am Traktor misst tatsächliche Geschwindigkeit(speed over ground)www.oup-fluidtechnik.de O+P Fluidtechnik 2025/06 41