Tehnologia senzorilor radar și domeniile de aplicare
Aflați mai multe despre tehnologia, principiul de funcționare și domeniile de aplicare ale senzorilor radar aici.
Conținut
Radar este acronimul pentru Radio Detection and Ranging, adică detectarea prin radio și determinarea distanței și reprezintă o tehnologie importantă și inovatoare în domeniul tehnologiei de automatizare, utilizată pentru numeroase aplicații atât în mediile sanitare, cât și în cele industriale.
Senzorii radar emit unde electromagnetice, ale căror intervale de frecvență sunt cuprinse între aprox. 30 MHz și aprox. 300 GHz, iar ecourile transmise de către obiecte sau medii servesc ca metodă activă de transmisie și recepție pentru a calcula distanța acestora față de senzor.
Senzorii radar ifm utilizează metoda FMCW (undă continuă cu frecvență modulată). Aceștia emit unde electromagnetice de înaltă frecvență, cu o frecvență care se schimbă periodic. Aceste unde sunt reflectate de obiecte, detectate apoi de antena de recepție a senzorului și ulterior analizate. Pe baza decalajului de timp dintre semnalul transmis și cel reflectat, pot fi determinate cu precizie informații privind distanța, viteza, direcția și poziția.
Performanță optimă chiar și în aplicații solicitanteTehnologia radar este rezistentă la mediile dificile din cauza condițiilor meteorologice și de temperatură dificile și a luminii străine. Astfel, măsurătorile rămân precise în orice moment.
Depășirea distanțelor mariÎntrucât undele radar se propagă liber în aer, obiectele sau mediile pot fi detectate la distanțe mari. În funcție de tipul de aplicație și de senzor, raza de detecție poate fi de până la 50 de metri.
Penetrarea diferitelor materialeUndele electromagnetice emise de un senzor radar pot penetra o gamă largă de materiale. Senzorul poate fi acoperit sau învelit, în special cu materiale din plastic, fără ca rezultatele măsurătorilor să fie afectate.
Tehnologie fără contactRadarul permite detectarea obiectelor și a mediilor chiar și la distanțe mari, fără contact direct. Chiar și proprietățile precum densitatea, vâscozitatea, temperatura și pH-ul mediului nu influențează măsurătoarea.
Rapid și precisTehnologia permite măsurători rapide, fiabile și foarte precise.
Secțiunea transversală a radarului
Secțiunea transversală radar (RCS) este o unitate de măsură a gradului de detectabilitate a unui obiect de către radar, și anume, cât de multă energie emisă este reflectată de obiect. Cu cât valoarea RCS este mai mare, cu atât reflectivitatea și, prin urmare, vizibilitatea obiectului sunt mai mari.
Valoarea RCS depinde de factori precum materialul, mediul, dimensiunea și unghiul de incidență, însă nu și de distanța la care se află ținta de reflexie, atâta timp cât o reflexie nu este afectată de distanță. Cu cât constanta dielectrică este mai mare și cu cât dimensiunea și circumferința obiectului sunt mai mari, cu atât vizibilitatea este mai bună.
Frecvența radar și dimensiunea antenei
Frecvența radar și dimensiunea antenei senzorului sunt doi factori-cheie care determină unghiul de deschidere și, prin urmare, raza de acțiune și precizia unui senzor radar.
Un unghi de deschidere mic permite o focalizare puternică a semnalului, fapt care are un efect pozitiv asupra razei de acțiune și a preciziei senzorului. În plus, acest lucru permite, de exemplu, eliminarea structurilor perturbatoare din rezervoare.
Bine de știut:
- Cu cât dimensiunea antenei este mai mică, cu atât unghiul de deschidere este mai mare pentru aceeași frecvență.
- Cu cât frecvența este mai mare, cu atât unghiul de deschidere este mai mic pentru aceeași dimensiune a antenei.
- Frecvențele înalte permit proiectarea de modele compacte datorită lungimii de undă scurte.
Rezoluția radarului
Rezoluția radarului, cunoscută și sub numele de separabilitate, definește capacitatea unui radar de a separa, în mod clar, țintele apropiate una de cealaltă și de a le reda ca ținte separate. În situațiile în care țintele diferă doar foarte puțin în ceea ce privește valorile măsurate, există riscul ca acestea să se contopească într-o singură țintă și să nu fie detectate separat. În principiu, există două tipuri de rezoluție radar:
Rezoluția în distanță
. Lățimea de bandă a semnalului de transmisie determină rezoluția în distanță, care permite senzorului radar să distingă obiectele pe baza diferenței de distanță dintre ele.
Obiectele care sunt poziționate la unghiuri laterale și de elevație similare față de radar pot fi totuși separate în mod fiabil de către radar pe baza distanței dintre acestea. Totuși, rezoluția în distanță nu este suficientă pentru o localizare precisă.
Rezoluția (capacitate de separare) unghiulară
. Rezoluția unghiulară descrie capacitatea radarului de a diferenția obiectele pe baza informațiilor referitoare la unghiul sub care sunt situate aceste ținte față de radar. Rezoluția unghiulară poate fi împărțită în rezoluție azimutală (unghiuri laterale) și rezoluție de elevație (unghiuri de elevație).
Unghiul de deschidere (câmpul de vizibilitate) al antenei radar este un factor important pentru rezoluția unghiulară. Performanța de determinare a unghiului este influențată considerabil de numărul și de proiectarea antenelor.
Determinarea poziției
- Monitorizarea benzilor transportoare
- Poziționarea vehiculelor
- Controlul distanței și măsurarea înălțimii
- Monitorizarea împrejurimilor și evitarea coliziunii
- Controlul inteligent al accesului
Măsurarea nivelului de igienă
- în rezervoare de depozitare de până la 10 m înălțime
- în rezervoarele de amestecare cu agitatori
- în rezervoarele CIP cu bile de pulverizare
Măsurarea nivelului industrial
- în rezervoare de depozitare de până la 10 m înălțime
- în rezervoare de plastic, de exemplu IBC
- utilizare în exterior
- măsurarea debitului în jgheaburile Venturi