Tecnología y campos de aplicación de los sensores por radar
Aquí encontrarás más información sobre la tecnología, el funcionamiento y los campos de aplicación de los sensores por radar.
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La palabra radar es un acrónimo de la expresión inglesa Radio Detection and Ranging (detección y localización por radio). Se trata de una tecnología importante e innovadora en el campo de la automatización, cuya aplicación es muy heterogénea tanto en entornos asépticos como industriales.
Los sensores por radar emiten ondas electromagnéticas con frecuencias que oscilan en un rango aproximado de 30MHz a 300GHz. Como método activo de transmisión y recepción, los sensores por radar utilizan los ecos reflejados por objetos o fluidos para calcular su distancia al sensor.
Los sensores por radar de ifm utilizan el método de onda continua de frecuencia modulada (FMCW, por sus siglas en inglés). Estos sensores emiten ondas electromagnéticas con una alta frecuencia que cambia periódicamente. Estas ondas son reflejadas por los objetos, detectadas por la antena receptora del sensor y analizadas. A partir del desfase temporal entre la señal transmitida y la reflejada, se puede determinar con precisión cierta información como la distancia, la velocidad, la dirección y la posición.
El mejor rendimiento posible incluso en condiciones ambientales exigentesLa tecnología de radar es capaz de resistir condiciones ambientales adversas como el estado atmosférico, la luz externa y la temperatura, manteniendo una medición precisa en todo momento.
Superación de largas distanciasPuesto que las ondas de radar se propagan libremente en el aire, es posible la detección de objetos o fluidos a grandes distancias. Dependiendo del tipo de aplicación y del sensor, se puede alcanzar un rango de detección de hasta 50 metros.
Penetración en diferentes materialesLas ondas electromagnéticas emitidas por un sensor por radar pueden penetrar en una gran variedad de materiales. El plástico, en particular, permite cubrir o revestir el sensor sin que ello afecte a los resultados de la medición.
Tecnología sin contactoCon el radar se pueden detectar objetos y fluidos incluso a grandes distancias sin necesidad de contacto directo. Determinadas características, como la densidad, la viscosidad, la temperatura y el valor de pH del fluido, tampoco repercuten en la medición.
Rápida y precisaLa tecnología permite una medición rápida, fiable y muy precisa.
La sección transversal de radar
La sección transversal de radar (RCS, por sus siglas en inglés) es una medida de la capacidad de un objetivo para ser detectado por radar. Expresa la cantidad de energía emitida que se refleja en el objetivo. Cuanto mayor sea el valor RCS, mejor será la reflectividad y, por tanto, la visibilidad del objetivo.
El valor RCS depende de factores como el material, el tamaño y el ángulo de incidencia, pero no de la distancia del objetivo de reflexión, siempre que la distancia no afecte a la reflexión. Una constante dieléctrica elevada y el aumento del tamaño y la circunferencia del objeto mejoran la visibilidad.
La frecuencia de radar y el tamaño de la antena
La frecuencia de radar y el tamaño de la antena del sensor son dos factores fundamentales que determinan el ángulo de apertura y, por tanto, el alcance y la precisión de un sensor por radar.
Un ángulo de apertura pequeño permite una fuerte focalización de la señal, lo que repercute positivamente en el alcance y la precisión del sensor. Esta característica también permite, por ejemplo, omitir elementos interferentes en tanques.
En este caso se aplica lo siguiente:
Cuanto menor sea el tamaño de la antena, mayor será el ángulo de apertura a la misma frecuencia.
- Cuanto mayor sea la frecuencia, menor será el ángulo de apertura con el mismo tamaño de antena.
- Las altas frecuencias permiten diseños compactos gracias a la corta longitud de onda.
Resolución del radar
La resolución del radar, también conocida como capacidad de separación, describe la capacidad de un radar para separar claramente los objetivos cercanos entre sí y mostrarlos como objetivos separados. En situaciones en las que tan solo se muestre una ligera diferencia entre los valores de medición de los objetivos, existe el riesgo de que estos se fusionen y no sea posible su reconocimiento como elementos individuales.La resolución del radar se puede dividir básicamente en dos categorías:
Resolución de distancia
La resolución de distancia viene determinada por el ancho de banda de la señal de transmisión y permite al sensor por radar diferenciar entre objetos en función de las diferencias entre sus valores de distancia.
Si los objetos se colocan frente al radar de forma similar en términos de ángulos laterales y de elevación, el radar seguirá siendo capaz de establecer una separación fiable en función de su distancia. Sin embargo, la resolución de distancia por sí sola no es suficiente para una localización precisa.
Resolución angular
La resolución angular describe la capacidad del radar para distinguir entre objetos en función de su posición angular con respecto al radar. Aquí se consideran dos tipos de ángulos: ángulos laterales (resolución acimutal) y ángulos de elevación (resolución de elevación).
La forma del ángulo de apertura de la antena de radar desempeña un papel importante en la resolución angular. La calidad de la determinación del ángulo depende en gran medida de la cantidad y el diseño de las antenas.
Determinación de posición
- Monitorización de las cintas transportadoras
- Determinación de la posición de vehículos
- Control de la distancia y medición de la altura
- Supervisión del entorno y prevención de colisiones
- Control inteligente de acceso
Medición de nivel en entornos asépticos
- En tanques de almacenamiento (hasta 10m)
- En tanques mezcladores con agitadores
- En tanques CIP con cabezales de chorro
Medición de nivel en entornos industriales
- En tanques de almacenamiento (hasta 10m)
- En depósitos de plástico (por ejemplo, IBC)
- Al aire libre
- Medición de caudal en canales Venturi