Radargivarteknik och användningsområden
Här kan du läsa mer om radargivarnas teknik, funktionsprincip och användningsområden.
Innehåll
Radar står för Radio Detection and Ranging och är en viktig och innovativ teknik inom automationsteknik som används för många applikationer i både hygieniska och industriella miljöer.
Radargivare sänder ut elektromagnetiska vågor, vars frekvensområde sträcker sig från ca 30 MHz till ca 300 GHz, och de ekon som reflekteras av föremål eller medier används som aktiv sändnings- och mottagningsmetod för att beräkna deras avstånd till givaren.
ifm:s radargivare använder sig av FMCW-metoden (Frequency Modulated Continuous Wave). De sänder ut högfrekventa elektromagnetiska vågor med en periodiskt varierande frekvens. Dessa vågor reflekteras av föremål, detekteras av givarens mottagarantenn och utvärderas. Baserat på tidsförskjutningen mellan den utsända och den reflekterade signalen kan information om avstånd, hastighet, riktning och position bestämmas exakt.
Optimala prestanda även i krävande applikationer Radartekniken är motståndskraftig mot tuffa miljöer på grund av svåra väder- och temperaturrelaterade förhållanden och yttre ljus. På så sätt förblir mätningen exakt hela tiden.
Överbryggar stora avståndEftersom radarvågor sprids fritt i luften kan föremål eller medier detekteras på långa avstånd. Beroende på typ av applikationer och givare kan detekteringsområdet vara upp till 50 meter.
Tränger igenom olika materialDe elektromagnetiska vågorna från en radargivare kan tränga igenom en mängd olika material. I synnerhet plast gör att givaren kan täckas eller kapslas in utan att mätresultaten påverkas.
Beröringsfri teknikMed radar kan föremål och medier detekteras även på stora avstånd utan direktkontakt. Varken egenskaper som mediets densitet, viskositet, temperatur och pH påverkar mätningen.
Snabb och exaktTekniken möjliggör snabba, tillförlitliga och mycket exakta mätningar.
Radartvärsektionen
Radartvärsektionen (RCS) är ett mått på hur väl ett föremål kan detekteras av radar, dvs. hur mycket av den utsända energin som reflekteras av föremålet. Ju högre RCS-värde desto större reflektionsförmåga och därmed synlighet för föremålet.
RCS-värdet är beroende av faktorer som material, medium, storlek och infallsvinkel, men inte av avståndet till reflektionsobjektet så länge en reflektion inte påverkas av avståndet. Ju högre dielektricitetskonstant och ju större objektstorlek och omkrets, desto bättre synlighet.
Radarfrekvens och antennstorlek
Radarfrekvensen och antennstorleken på givaren är två viktiga faktorer som bestämmer öppningsvinkeln och därmed räckvidden och precisionen för en radargivare.
En liten öppningsvinkel möjliggör stark signalfokusering, vilket har en positiv effekt på givarens räckvidd och precision. Dessutom gör detta att till exempel störande strukturer i tankar kan undertryckas.
Bra att veta:
- Ju mindre antennstorlek, desto större öppningsvinkel vid samma frekvens.
- Ju högre frekvens, desto mindre öppningsvinkel för samma antennstorlek.
- Höga frekvenser möjliggör kompakta konstruktioner på grund av den korta våglängden.
Radarupplösning
Radarupplösning, även känd som separerbarhet, beskriver en radars förmåga att tydligt separera mål som ligger nära varandra och visa dem som separata mål. I situationer där målen bara skiljer sig något i sina mätvärden finns det risk för att de smälter samman till ett mål och inte upptäcks var för sig. I grund och botten finns det två typer av radarupplösning:
Avståndsupplösning
Överföringssignalens bandbredd bestämmer avståndsupplösningen, som gör det möjligt för radargivaren att skilja mellan föremål baserat på deras skillnad i avstånd.
Föremål som är placerade i liknande sido- och höjdvinklar i förhållande till radarn kan fortfarande separeras tillförlitligt av radarn baserat på deras avstånd från varandra. Enbart avståndsupplösningen är dock inte tillräcklig för exakt lokalisering.
Vinkelupplösning
Vinkelupplösningen beskriver radarns förmåga att skilja på föremål baserat på informationen i vilken vinkel dessa mål är placerade mot radarn. Vinkelupplösning kan delas in i azimutupplösning (laterala vinklar) och elevationsupplösning (elevationsvinklar).
Radarantennens öppningsvinkel (synfält) är en viktig faktor när det gäller vinkelupplösningen. Vinkelbestämningens prestanda påverkas i hög grad av antennernas antal och utformning.
Fastställande av position
- Övervakning av transportörer
- Fordonspositionering
- Avståndskontroll och höjdmätning
- Övervakning av omgivningen och undvikande av kollisioner
- Smart passerkontroll
Mätning av hygienisk nivå
- i lagringstankar som är så höga som 10 m
- i blandningstankar med omrörare
- i CIP-tankar med spraykulor
Industriell nivåmätning
- i lagringstankar som är så höga som 10 m
- i plastbehållare, t.ex. IBC
- utomhusbruk
- flödesmätning i venturirännor