Tehnologija radarskih senzorjev in področja uporabe
Več o tehnologiji, načelu delovanja in področjih uporabe radarskih senzorjev si lahko preberete tukaj.
Vsebina
Radar pomeni radijsko zaznavanje in merjenje in je pomembna in inovativna tehnologija v tehnologiji avtomatizacije, ki se uporablja za številne aplikacije v higienskih in industrijskih okoljih.
Radarski senzorji oddajajo elektromagnetne valove, katerih frekvenčna območja segajo od pribl. 30 MHz do pribl. 300 GHz, pri čemer odmevi, ki jih odbijajo predmeti ali mediji, služijo kot aktivna metoda prenosa in sprejema za izračun njihove razdalje do senzorja.
Radarski senzorji družbe ifm uporabljajo metodo frekvenčno moduliranega neprekinjenega valovanja (FMCW). Oddajajo visokofrekvenčne elektromagnetne valove s periodično spreminjajočo se frekvenco. Ti valovi se odbijajo od predmetov, ki jih zazna sprejemna antena senzorja in ovrednotijo. Na podlagi časovnega zamika med oddanim in odbitim signalom je mogoče natančno določiti informacije o razdalji, hitrosti, smeri in položaju.
Optimalno delovanje tudi pri zahtevnih uporabahRadarska tehnologija je odporna na zahtevna okolja zaradi težkih vremenskih in temperaturnih razmer ter zunanje svetlobe. Tako je meritev vedno natančna.
Premagovanje velikih razdaljKer se radarski valovi prosto širijo v zraku, je mogoče predmete ali medije zaznati na velikih razdaljah. Glede na vrsto uporabe in senzorja je lahko območje zaznavanja do 50 metrov.
Prodiranje v različne materialeElektromagnetni valovi, ki jih oddaja radarski senzor, lahko prodrejo skozi najrazličnejše materiale. Zlasti plastika omogoča, da je senzor prekrit ali obdan, ne da bi to vplivalo na rezultate meritev.
Brezstična tehnologijaRadar omogoča zaznavanje predmetov in medijev tudi na velikih razdaljah brez neposrednega stika. Tudi lastnosti, kot so gostota, viskoznost, temperatura in pH medija, ne vplivajo na merjenje.
Hitro in natančnoTehnologija omogoča hitre, zanesljive in zelo natančne meritve.
Radarski presek
Radarski presek (RCS) je merilo, kako dobro je predmet zaznaven z radarjem, tj. koliko oddane energije se od predmeta odbije. Čim višja je vrednost RCS, tem večja je odsevnost ter s tem tudi vidljivost predmeta.
Vrednost RCS je odvisna od dejavnikov, kot so material, medij, velikost in vpadni kot, ne pa od razdalje cilja odseva, dokler razdalja ne vpliva na odsev. Višja kot je dielektrična konstanta in večji kot sta velikost in obseg predmeta, boljša je vidljivost.
Radarska frekvenca in velikost antene
Radarska frekvenca in velikost antene senzorja sta ključna dejavnika, ki določata kot zaslonke in s tem obseg in natančnost radarskega senzorja.
Majhen kot zaslonke omogoča močno izostritev signala, kar pozitivno vpliva na doseg in natančnost senzorja. Poleg tega to omogoča, da se na primer odpravijo moteče strukture v rezervoarjih.
Dobro je vedeti:
- Manjša kot je velikost antene, večji je kot odprtine pri isti frekvenci.
- Višja kot je frekvenca, manjši je kot zaslonke za isto velikost antene.
- Visoke frekvence omogočajo kompaktne oblike zaradi kratke valovne dolžine.
Radarska ločljivost
Radarska ločljivost, znana tudi kot ločljivost, opisuje sposobnost radarja, da jasno loči cilje, ki so si blizu, in jih prikaže kot ločene cilje. V situacijah, ko se cilji le malo razlikujejo v izmerjenih vrednostih, obstaja tveganje, da se bodo združili v en cilj in ne bodo zaznani posamično. V osnovi obstajata dve vrsti radarske ločljivosti:
Ločljivost na daljavo
Pasovna širina prenosnega signala določa ločljivost razdalje, ki radarskemu senzorju omogoča razlikovanje med predmeti na podlagi razlike v razdalji.
Predmete, ki so postavljeni pod podobnim bočnim in višinskim kotom kot radar, lahko še vedno zanesljivo loči radar glede na njihovo medsebojno razdaljo. Vendar ločljivost razdalje sama po sebi ne zadostuje za natančno lokalizacijo.
Kotna ločljivost
Kotna ločljivost opisuje sposobnost radarja, da razlikuje med predmeti na podlagi informacij, pod katerim kotom se ti cilji nahajajo na radarju. Kotno ločljivost lahko razdelimo na azimutno ločljivost (stranski koti) in višinsko ločljivost (višinski koti).
Kot zaslonke (vidno polje) radarske antene je pomemben dejavnik v smislu kotne ločljivosti. Na učinkovitost določanja kota vplivata število in zasnova antene.
Določanje položaja
- Spremljanje transporterja
- Pozicioniranje vozila
- Nadzor razdalje in merjenje višine
- Spremljanje okolice in preprečevanje trčenja
- Pametni nadzor dostopa
Merjenje higienske ravni
- v skladiščnih rezervoarjih višine do 10 m
- v mešalnih rezervoarjih z mešalniki
- v CIP rezervoarjih z razpršilnimi kroglicami
Merjenje industrijske ravni
- v skladiščnih rezervoarjih višine do 10 m
- v plastičnih rezervoarjih, npr. IBC
- uporaba na prostem
- merjenje hitrosti pretoka v venturijevih tokovih