Ultraschall- oder optischer Sensor - was erkennt sicher?

Wie unterscheiden sich die beiden Messprinzipien?

Ein optischer Sensor sendet Licht aus (rot oder infrarot) und wertet das reflektierte oder unterbrochene Signal aus. Ein Ultraschallsensor sendet Schallimpulse im Bereich von etwa 65 bis 400 kHz und misst die Laufzeit des Echos. Weil Schall an fast jeder festen oder flüssigen Oberfläche reflektiert wird, ist das Ultraschallprinzip weitgehend unabhängig von Farbe, Transparenz und Glanz.

Optische Sensoren sind schneller und feiner auflösend, reagieren aber auf die optischen Eigenschaften des Objekts. Ultraschall arbeitet langsamer, dafür robust gegenüber Verschmutzung, Nebel und wechselnden Lichtverhältnissen. Die Wahl hängt also weniger vom Objekt allein ab als von seiner Oberfläche und der Umgebung.

Transparent, glänzend oder staubig - welcher Sensor gewinnt?

Genau hier trennt sich die Spreu vom Weizen. Transparente PET-Flaschen lassen Licht ungehindert passieren, glänzende Bleche werfen den Lichtstrahl unkontrolliert weg, und Staub trübt jede optische Strecke. Ultraschall ist gegen alle drei Effekte weitgehend immun.

• Transparente Behälter, Glas, Folien: Ultraschall oder optische Klarglastaster.
• Hochglanz-, Chrom- oder Spiegelflächen: Ultraschall vermeidet Fehlschaltungen durch Direktreflexe.
• Staubige, nebelige oder ölige Umgebung: Ultraschall bleibt funktionsfähig, optisch verschmutzt die Linse.
• Sehr kleine oder schnell bewegte Teile: optischer Sensor wegen feiner Auflösung und kurzer Reaktionszeit.

Welche Grenzen setzt die Umgebung?

Ultraschall hat physikalische Grenzen: Die Schallgeschwindigkeit hängt von der Lufttemperatur ab (rund 0,17 Prozent pro Kelvin), gute Geräte kompensieren das intern. Schallschluckende Materialien wie Schaumstoff, Watte oder lockere Vliese dämpfen das Echo. Starke Luftströmung oder Vakuum verhindern die Schallübertragung komplett.

Optische Sensoren stören sich an Fremdlicht, spiegelnden Untergründen und verschmutzten Linsen. Dafür erreichen sie kürzere Ansprechzeiten (unter 1 ms) und millimetergenaue Schaltpunkte. Für Reichweiten über mehrere Meter mit hoher Punktgenauigkeit sind Lichttaster oder Laser-Distanzsensoren überlegen.

• Temperaturkompensation beim Ultraschallsensor prüfen, wenn die Umgebung schwankt.
• Schaumstoff und lose Textilien schlucken Schall - hier optisch testen.
• Bei Fremdlicht (Sonne, Blitzlicht) optische Sensoren mit Modulation oder Hintergrundausblendung wählen.
• Blindzone des Ultraschallsensors beachten: im Nahbereich (typisch < 6 cm) keine Messung.

Häufige Fragen