Sensores de radar e áreas de aplicação
Saiba mais sobre a tecnologia, o princípio de funcionamento e as áreas de aplicação dos sensores de radar aqui.
Índice
Radar significa Radio Detection and Ranging e é uma tecnologia importante e inovadora na automação que é utilizada para inúmeras aplicações em ambientes higiénicos e industriais.
Os sensores de radar emitem ondas eletromagnéticas, cujas gamas de frequência vão de cerca de 30 MHz a cerca de 300 GHz, sendo que os ecos refletidos pelos objetos ou meios servem como método ativo de transmissão e receção para calcular a sua distância ao sensor.
Os sensores de radar ifm utilizam o método de Onda Contínua com Frequência Modulada (FMCW). Emitem ondas eletromagnéticas de alta frequência com uma frequência que muda periodicamente. Estas ondas são refletidas pelos objetos, detetadas pela antena recetora do sensor e avaliadas. Com base na diferença de tempo entre o sinal transmitido e o refletido, é possível determinar com precisão as informações sobre a distância, a velocidade, a direção e a posição.
Desempenho ótimo mesmo em aplicações exigentesA tecnologia de radar é resistente a ambientes adversos devido a condições climatéricas e térmicas difíceis e a luz artificial. Assim, a medição mantém-se sempre exata.
Ultrapassar longas distânciasComo as ondas de radar se propagam livremente no ar, os objetos ou meios podem ser detetados a longa distância. Dependendo do tipo de aplicação e do sensor, o alcance de deteção pode ir até 50 metros.
Penetração em diferentes materiaisAs ondas eletromagnéticas emitidas por um sensor de radar podem penetrar numa grande variedade de materiais. O plástico, em particular, permite que o sensor seja coberto ou encerrado sem afetar os resultados da medição.
Tecnologia sem contactoO radar permite a deteção de objetos e meios mesmo a grandes distâncias, sem contacto direto. Mesmo propriedades como a densidade, viscosidade, temperatura e pH do meio não afetam a medição.
Rápida e precisaA tecnologia permite medições rápidas, fiáveis e de grande precisão.
A secção transversal do radar
A secção transversal do radar (RCS) é uma medida da capacidade de deteção de um objeto pelo radar, ou seja, a quantidade de energia emitida que é refletida pelo objeto. Quanto mais elevado for o valor RCS, maior será a refletividade e, consequentemente, a visibilidade do objeto.
O valor RCS depende de fatores como o material, o meio, o tamanho e o ângulo de incidência, mas não da distância do alvo de reflexão, desde que a reflexão não seja afetada pela distância. Quanto maior for a constante dielétrica e quanto maior for o tamanho e a circunferência do objeto, melhor será a visibilidade.
Frequência do radar e tamanho da antena
A frequência do radar e o tamanho da antena do sensor são dois fatores-chave que determinam o ângulo de abertura e, por conseguinte, o alcance e a precisão de um sensor de radar.
Um ângulo de abertura pequeno permite uma forte focalização do sinal, o que tem um efeito positivo no alcance e na precisão do sensor. Além disso, isto permite, por exemplo, a supressão de estruturas interferentes em tanques.
A saber:
- Quanto menor for o tamanho da antena, maior será o ângulo de abertura para a mesma frequência.
- Quanto maior for a frequência, menor será o ângulo de abertura para a mesma dimensão de antena.
- As altas frequências permitem desenhos compactos devido ao curto comprimento de onda.
Resolução do radar
A resolução do radar, também conhecida como separabilidade, descreve a capacidade de um radar para separar claramente os pontos de interesse que estão próximos uns dos outros e apresentá-los como pontos de interesse separados. Em situações em que os pontos de referência diferem apenas ligeiramente nos seus valores medidos, existe o risco de se fundirem num único ponto de referência e não serem detetados individualmente:
Resolução da distância
A largura de banda do sinal de transmissão determina a resolução da distância, o que permite ao sensor de radar diferenciar objetos com base na sua diferença de distância.
Os objetos que estão posicionados em ângulos laterais e de elevação semelhantes ao radar podem ainda ser separados de forma fiável pelo radar com base na sua distância entre si. No entanto, a resolução da distância por si só não é suficiente para uma localização exata.
Resolução angular
A resolução angular descreve a capacidade do radar para diferenciar objetos com base na informação do ângulo em que estes alvos se encontram em relação ao radar. A resolução angular pode ser dividida em resolução de azimute (ângulos laterais) e resolução de elevação (ângulos de elevação).
O ângulo de abertura (campo de visão) da antena de radar é um fator importante em termos de resolução angular. O desempenho da determinação do ângulo é consideravelmente influenciado pelo número e pela conceção das antenas.
Determinação da posição
- Monitorização do transportador
- Posicionamento do veículo
- Controlo da distância e medição da altura
- Monitorização do meio envolvente e prevenção de colisões
- Controlo de acesso inteligente
Medição de nível higiénico
- em tanques de armazenamento de até 10 m
- em tanques de mistura com agitadores
- em tanques CIP com esferas de pulverização
Medição de nível industrial
- em tanques de armazenamento de até 10 m
- em reservatórios de plástico, por exemplo, IBC
- utilização no exterior
- medição do caudal em calhas Venturi