Radaros érzékelők technológiája és alkalmazási területei
Tudjon meg többet a radaros érzékelők technológiájáról, működési módjáról és alkalmazási területeiről.
Tartalmak
A radar az angol Radio Detection and Ranging kifejezés rövidítése, és az automatizálási technikában fontos és innovatív technológiát képvisel, melyet többek között mind higiénikus, mind pedig ipari környezetekben számos területen alkalmaznak.
A radaros érzékelők elektromágneses hullámokat bocsátanak ki, melyek frekvenciái kb. 30 MHz és 300 GHz közti tartományt ölelnek fel. A radaros érzékelők az aktív kibocsátás és vételi eljárásként az objektumok vagy közegek által visszavert visszhangot használják az érzékelőtől való távolságuk kiszámításához.
Az ifm radaros érzékelői az ún. Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW)-eljárást alkalmazzák. Periodikusan változó és magas frekvenciájú elektromágneses hullámokat bocsátanak ki. Ezeket az objektumok visszaverik, az érzékelő vevőantennája érzékeli és kiértékeli. A kibocsátott és a visszavert jel közti időeltolódás alapján pontosan meghatározhatók a távolsággal, sebességgel, iránnyal és pozícióval kapcsolatos információk.
Kiváló teljesítmény igényes környezeti feltételek mellett isA radartechnológia ellenáll az időjárás, a külső fény és hőmérséklet okozta zord környezeti körülményeknek, s így a mérés mindig pontos marad.
Nagy távolságok leküzdéseMivel a radarhullámok szabadon terjednek a levegőben, képesek nagy távolságra levő objektumokat vagy közegeket is érzékelni. Az alkalmazás és az érzékelő fajtájától függően az érzékelési tartomány akár 50 méteres is lehet.
Áthatolás különböző anyagokonA radaros érzékelő által kisugárzott elektromágneses hullámok a legkülönbözőbb anyagokon képesek áthatolni. Különösen a műanyag az, mely lehetővé teszi az érzékelő takarását, ill. burkolását a mérési eredmények befolyásolása nélkül.
Érintésmentes technológiaA radar segítségével nagy távolságban levő objektumok és közegek is érzékelhetők közvetlen kapcsolat nélkül. A közeg olyan tulajdonságai, mint a sűrűség, a viszkozitás, a hőmérséklet és a pH-érték nincsenek befolyással a mérésre.
Gyors reakciójú és precízA technológia gyors reakciójú, megbízható és nagy pontosságú mérést tesz lehetővé.
A radarkeresztmetszet
A radarkeresztmetszet (Radar Cross Section, röviden RCS) fejezi ki azt, milyen jól ismerhető fel egy objektum a radar révén. Kifejezi azt, hogy a kibocsátott energia mekkora hányada verődik vissza az objektumról. Minél nagyobb az RCS-érték, annál jobb a visszaverési képesség és ezáltal az objektum láthatósága.
Az RCS-érték függ az olyan tényezőktől, mint az anyag, a közeg, a méret és a beesési szög, viszont nem függ a visszaverési cél távolságától, amíg a visszaverődést a távolság nem befolyásolja. A nagy dielektromos állandó, valamint az objektum növekvő mérete és kerülete növelik a láthatóságot.
A radarfrekvencia és az antennaméret
A radarfrekvencia, valamint az érzékelő antennamérete két lényeges tényező, melyek döntőek egy radaros érzékelő nyílásszöge, és ezáltal annak hatótávolsága és pontossága tekintetében.
A kis nyílásszög a jel erős fókuszálását teszi lehetővé, ami pozitívan hat az érzékelő hatótávolságára és pontosságára. Ezen kívül lehetővé teszi például a tartályokba beépített zavaró elemek elrejtését.
A következő érvényes:
- Minél kisebb az antennaméret, anál nagyobb a nyílásszög ugyanazon frekvencián.
- Minél magasabb a frekvencia, annál kisebb a nyílásszög ugyanazon antennnaméretnél.
- A magas frekvencia kompakt szerkezeti kialakításokat tesz lehetővé a rövid hullámhossznak köszönhetően.
Radarfelbontás
A radarfelbontás, más néven szétválasztó képesség, a radar azon képességét írja le, hogy az egymáshoz közel fekvő célokat jól szétválassza egymástól és azokat külön célpontként jelenítse meg. Az olyan helyzetekben, ahol a célok csak kis mértékben különböznek mérési értékeiket illetően, fennáll annak kockázata, hogy összeolvadnak és nem ismerhetőek fel külön-külön. A radarfelbontás alapvetően két kategóriába osztható:
Távolságfelbontás
A távolságfelbontást az átviteli jel sávszélessége határozza meg, és lehetővé teszi a radaros érzékelő számára, hogy az objektumokat távolságbeli különbségeik alapján különböztesse meg.
Ha az objektumok az oldal- és magasságszög tekintetében a radarhoz hasonlóan pozicionálódnak, a radar képes azokat távolságuk alapján továbbra is megbízhatóan elkülöníteni egymástól. A távolságfelbontás ugyanakkor egyedül kevés a pontos helymeghatározáshoz.
Szögfelbontás
A szögfelbontás a radar azon képességét írja le, hogy az objektumokat a radarhoz viszonyított szögpozíciójuk alapján képes megkülönböztetni. Itt megkülönböztetünk oldalszöget (azimut-felbontás) és magassági szöget (emelkedés-felbontás).
A radarantenna nyílásszögének kialakítása fontos szerepet játszik a szögfelbontásnál. A szögmeghatározás minőségét lényegesen befolyásolja az antennák száma és azok kialakítása.
Helyzetmeghatározás
- Szállítószalag-ellenőrzés
- Járművek helyzetmeghatározása
- Távolságellenőrzés és magasságmérés
- Környezet felügyelete és ütközésmegelőzés
- Intelligens belépésellenőrzés
Higiénikus töltésszintmérés
- tárolótartályokban (10 méterig)
- keverőtartályokban keverőszerkezetekkel
- CIP-tartályokban szórógömb
Ipari töltésszintmérés
- tárolótartályokban (10 méterig)
- műanyag tartályokban (pl. IBC)
- a szabadban
- Venturi-áramlásmérés