Technologie radarových senzorů a oblasti použití
Více informací o technologii, principu fungování a oblastech použití radarových senzorů najdete zde.
Obsah
Radar je zkratka pro “Radio Detection and Ranging” - rádiovou detekci a měření a představuje důležitou a inovativní technologii v automatizační technice, která se používá v mnoha aplikacích v hygienickém i průmyslovém prostředí.
Radarové senzory vysílají elektromagnetické vlnění, pužitý frekvenční rozsah je od cca 30 MHz do cca 300 GHz, pro výpočet vzdálenosti se použijí ozvěny radarového signálu odražené od objektů nebo médií, tyto odrazy slouží jako aktivní metoda přenosu a příjmu signálu.
Radarové senzory ifm využívají metodu frekvenčně modulované spojité vlny (FMCW - Frequency Modulated Continuous Wave). Vysílají vysokofrekvenční elektromagnetické vlny s periodicky se měnící frekvencí. Tyto vlny se odrážejí od objektů, jsou detekovány a vyhodnocovány přijímací anténou senzoru. Na základě časového posunu mezi vyslaným a odraženým signálem lze přesně určit informace o vzdálenosti, rychlosti, směru a poloze.
Optimální výkon i v náročných aplikacíchRadarová technologie je odolná vůči drsnému prostředí v důsledku náročných povětrnostních a teplotních podmínek a vnějšímu světlu. Tím pádem měření tak zůstává vždy přesné.
Překonávání velkých vzdálenostíVzhledem k tomu, že radarové vlny se ve vzduchu šíří volně, lze objekty nebo média detekovat na velkou vzdálenost. V závislosti na typu aplikace a senzoru může být dosah detekce až 50 metrů.
Pronikání různými materiályElektromagnetické vlny vysílané radarovým senzorem mohou pronikat různými materiály. Zejména plast umožňuje zakrytí nebo zapouzdření senzoru, aniž by to mělo vliv na výsledky měření.
Bezkontaktní technologieRadar umožňuje detekovat objekty a média i na velké vzdálenosti bez přímého kontaktu. Dokonce ani vlastnosti, jako je hustota, viskozita, teplota apH média, nemají na měření vliv.
Rychle a přesněTechnologie umožňuje rychlé, spolehlivé a vysoce přesné měření.
Radarový průřez
Radarový průřez RCS je měřítkem toho, jak dobře je objekt detekovatelný radarem, tj. jak velká část vyzařované energie se od objektu odrazí. Čím vyšší je hodnota RCS, tím větší je odrazivost, a tedy i viditelnost objektu.
Hodnota RCS závisí na faktorech, jako je materiál, médium, velikost a úhel dopadu, nikoli však na vzdálenosti cíle odrazu, pokud není odraz vzdáleností ovlivněn. Čím vyšší je dielektrická konstanta a čím větší je velikost a obvod objektu, tím lepší je viditelnost.
Frekvence radaru a velikost antény
Radarová frekvence a velikost antény senzoru jsou dva klíčové faktory, které určují úhel záběru, a tedy i dosah a přesnost radarového senzoru.
Malý úhel záběru umožňuje silné zaostření signálu, což má pozitivní vliv na dosah a přesnost senzoru. To navíc umožňuje potlačit například rušivé struktury v nádržích.
Užitečná informace:
- Čím menší je velikost antény, tím větší je úhel vyzařování při stejné frekvenci.
- Čím vyšší je frekvence, tím menší je úhel vyzařování při stejné velikosti antény.
- Vysoké frekvence umožňují kompaktní konstrukce díky krátké vlnové délce.
Rozlišení radaru
Rozlišovací schopnost radaru, známá také jako oddělitelnost, popisuje schopnost radaru jasně oddělit cíle, které jsou blízko sebe, a zobrazit je jako samostatné cíle. V situacích, kdy se cíle liší jen nepatrně v naměřených hodnotách, existuje riziko, že splynou v jeden cíl a nebudou detekovány jednotlivě. V zásadě existují dva typy radarového rozlišení:
Vzdálenostní rozlišení
Šířka pásma přenosového signálu určuje vzdálenostní rozlišení, které umožňuje radarovému senzoru rozlišovat mezi objekty na základě rozdílu jejich vzdálenosti.
Objekty, které jsou vůči radaru umístěny pod podobnými bočními a výškovými úhly, může radar přesto spolehlivě oddělit na základě jejich vzájemné vzdálenosti. Samotné rozlišení vzdálenosti však pro přesnou lokalizaci nestačí.
Úhlové rozlišení
Úhlové rozlišení popisuje schopnost radaru rozlišovat objekty na základě informace, pod jakým úhlem se tyto cíle nacházejí vůči radaru. Úhlové rozlišení lze rozdělit na azimutové rozlišení (boční úhly) a výškové rozlišení (výškové úhly).
Úhel záběru (zorné pole) radarové antény je důležitým faktorem z hlediska úhlového rozlišení. Výkon při určování úhlu je značně ovlivněn počtem a konstrukcí antén.
Určení polohy
- Monitorování dopravníku
- Umístění vozidla
- Kontrola vzdálenosti a měření výšky
- Sledování okolí a předcházení kolizím
- Inteligentní řízení přístupu
Hygienické měření hladiny
- ve skladovacích nádržích až do výšky 10 m
- v míchacích nádržích s míchadly
- v nádržích CIP se stříkacími kuličkami
Průmyslové měření hladiny
- ve skladovacích nádržích až do výšky 10 m
- v plastových nádržích, např. IBC
- při venkovním použití
- měření průtoku ve Venturiho žlabech