Distanzmessungen können sensorisch mit vielen unterschiedlichen Technologien umgesetzt werden. Naturgemäß habe die jeweiligen Sensortechnologien spezifische Vor- und Nachteile. Deshalb ist es umso wichtiger, die unterschiedliche Verfahren zu kennen und dann die passende Sensortechnologie für die jeweilige Anwendungen auszuwählen. Deshalb wollen wir in diesem Artikel einen übersichtlichen Vergleich über die von uns eingesetzten Messprinzipien geben. Bewerten wir zuerst einige Basiskriterien, die über den Einsatz in Ihrem Anwendungsgebiet entscheidend sein können.

Parameter

Ultraschall

Optisch

Radar

Reichweite 0.2m bis 10m 0.01m bis 20m 0.1m bis 10m
Öffnungswinkel 10° – 120° 2° bis 115° 10° bis 160°
Stromverbrauch mittel gering gering
Modulgröße groß klein klein
Kosten hoch gering mittel

Ein weiteres wichtiges Kriterium das entscheidet, welche Sensortechnologie sich für Ihre Anwendung eignet, ist die Bewertung der Umgebungsbedingungen während des Betriebs. Hier spielen vor allem äußere Einflüsse wie Temperatur, Feuchtigkeit oder Druck eine große Rolle. Ist der Sensor nicht an die jeweilige Umgebung angepasst, können Fehlmessungen oder eine dauerhafte Schädigung des Sensors eintreten. In der folgenden Tabelle werden die Messperformance in unterschiedlichen Umgebungsbedingungen gegenübergestellt.

Umgebungs-
bedingungen

Ultraschall

Optisch

Radar

Direkte Sonneneinstrahlung
oder Lichteinfall (Lichtempfindlichkeit)
Sehr gut Schlecht Sehr gut
Staub Gut Mittel Sehr gut
Rauch Gut Schlecht Sehr gut
Druck Gut Sehr gut Sehr gut
Temperatur Mittel Sehr gut Sehr gut
Starke Feuchtigkeit Mittel Mittel Sehr gut

Neben den Umgebungsbedingungen während des Betriebs ist auch das Messobjekt entscheidend. Hier sind die Geometrie und das Material des Messobjekts und die Art des Füllgutes zu beachten. In der folgenden Tabelle wird die Performance der Sensoren mit den Eigenschaften unterschiedlicher Messobjekte verglichen.

Eigenschaften
des Messobjekts

Ultraschall

Optisch

Radar

Transparentes Material Sehr gut Schlecht Sehr gut
Kunststoffe Sehr gut Sehr gut Mittel
Metalle Sehr gut Sehr gut Sehr gut
Flüssigkeiten Gut Gut Gut – Sehr gut
Stoffe Schlecht Sehr gut Gut
Helles Material Sehr gut Sehr gut Sehr gut
Dunkles Material Sehr gut Mittel Sehr gut
Komplexe Geometrien/Stückgut Mittel Sehr gut Mittel
Schüttgut/Granulate Sehr gut Sehr gut Gut
Inhomogen Verteiltes Schüttgut Mittel Sehr gut Mittel
Zusätzlich besitzt jede Technologie weitere Eigenschaften, die die Sensoren mehr oder weniger für eine Anwendung brauchbar machen. Im Folgenden sind einige spezielle Eigenschaften der Sensoren gegenübergestellt.

Ultraschall

Optisch

Radar

  • Zuverlässige Messung auf Messobjekte unterschiedlicher Materialien und Geometrien
  • Stabile Ergebnisse bei vielen Arten äußerer Einflüsse
  • Multitargeting bedingt möglich
  • Kostengünstige Variante in großen Stückzahlen
  • Probleme bei räumlicher Auflösung und der Erfassung von Schüttgütern
  • Schlechte Ergebnisse bei flachen Messwinkeln
  • Zuverlässige Messung bei inhomogen verteilten Messgütern
  • Erzeugung eines grob aufgelösten 3D Bildes des Messobjekts (ideal für Stückgüter unterschiedlicher Geometrien)
  • Geringer Preis und Baugröße
  • Möglichkeit Objekte im Messfeld zu ignorieren
  • Gute Ergebnisse auch bei flachen Messwinkeln
  • Linse benötigt
  • Aufwendige Dichtungen an der Linse
  • Nicht für alle Einsatzbedingungen und Materialien geeignet
  • Unabhängig gegenüber äußeren Einflüssen
  • Möglichkeit, durch nicht-metallische Materialien zu messen
  • Sensor kann abgeschlossen gefertigt werden
  • Je nach Art, können auch Geschwindigkeiten gemessen werden
  • Tiefenauflösung und Grenzschicht-messungen möglich
  • Nicht für alle Geometrien und Materialien aplizierbar
  • Aufwendige Implementierung