Radaros érzékelők beállítása és lehetséges alkalmazásai

A Pepperl+Fuchs ipari radaros érzékelők még a legkedvezőtlenebb körülmények között is megbízható mérési eredményeket biztosítanak. Legyen szó esőről, ködről, szélről vagy porról, az elektromágneses hullám még kihívást jelentő környezeti körülmények között is megbízható marad, valamint rendkívül hőmérséklet-stabil. Ezenkívül az alkalmazott VariKont-L2 ház IP68/69-es védelmi fokozattal rendelkezik. Az alacsony interferenciájú működési elv és a különösen robusztus érzékelőkialakítás kombinációja révén egyetlen készüléktípussal alkalmazások széles köre lefedhető, feltéve, hogy az eszköz megfelelően van beállítva. Ehhez három különböző mérési mód áll rendelkezésre:

1. Első tárgy: A radaros érzékelőhöz legközelebb eső tárgy anyagfüggetlen érzékelése

2. A legjobb visszaverő-képesség: A legjobb visszaverő-képességgel rendelkező tárgy érzékelése, még akadályozó tárgyakon keresztül is

3. A legnagyobb sebesség: A radaros érzékelő felé mozgó vagy attól leggyorsabban távolodó tárgy érzékelése

Példa: Ütközéselkerülés és targoncák maximális sebességének korlátozása

Az ipari radaros érzékelők nagy észlelési tartományának köszönhetően a villás targoncák különböző részei megbízhatóan biztosíthatók. Egy járművön több radaros érzékelő is használható, mivel az eszközök az alkalmazott frekvenciamoduláció miatt nem befolyásolják egymást, és még manuálisan kezdeményezett szinkronizálási folyamatra sincs szükség. A felügyelt részek optimális védelme érdekében ajánlott az „Első tárgy” mérési üzemmódot használni. Ebben az üzemmódban az eszköz az érzékelőhöz legközelebbi tárgyat érzékeli, függetlenül annak anyagától. A haladási sebességtől és a kapcsolódó reakciósebességtől függően nagy mintavételi sebességre is szükség lehet. Ez a paraméterek segítségével állítható be legfeljebb 200 Hz értékig.

Ezen túlmenően a radaros érzékelők a targoncák maximális sebességének hatékony csökkentésére is használhatók: Míg a nagy sebesség előnyös a szabadban, és a környező terület általában könnyen látható, az üzemekben és a raktárakban biztonsági okokból bizonyos korlátozásra van szükség. Egy függőlegesen elhelyezett radaros érzékelő, amely érzékeli a csarnok mennyezetét vagy az alatta lévő fém keresztmerevítőket, azonnal megállapíthatja, ha a targonca egy beltéri területre lép be. Ebben az esetben a lehetséges maximális sebességet automatikusan elfogadható szintre korlátozza, és a korlátozást csak akkor oldja fel, amikor a targonca elhagyja a csarnokot. Mérési módként ajánlott az „Első tárgy” vagy a „Legjobb visszaverődés” módot használni. Nagy szűrőerősség és alacsony mintavételezési sebesség állítható be, hogy kültéren a keresztgerendák vagy hidak alatt elkerülhető legyen a nem kívánt sebességcsökkenés.

A nagy elektromos vezetőképességgel nem rendelkező anyagok visszaverik és továbbítják az elektromágneses hullámokat. Ebben az esetben minden átmenetnél visszaverődések történnek (úgynevezett anyagugrás); a legtöbb esetben ez a levegőből az anyagba és az anyagból a levegőbe való átmenet. A radarhullámok abszorpciós veszteségei az anyag belsejében jelentkeznek. Ha ezek az abszorpciós veszteségek meglehetősen alacsonyak – például egyes műanyagok esetében – az elektromágneses hullám nagy veszteségek nélkül halad át az anyagon, majd lép ki a másik oldalon.

Példa: Tartály külső rétegén való áthatolás

A radarhullám különböző anyagokon áthatoló képessége bizonyos alkalmazásokban előnyösen kihasználható. Egyrészt vizuálisan tetszetős kialakítású eszköz hozható létre azáltal, hogy az érzékelőket elrejti a szem elől, valamint egy műanyag lemez mögött védi őket a külső hatásoktól. Másrészt ez a funkció használható a töltöttségi szint mérésére például zárt tartályokban, anélkül, hogy lyukat kellene fúrni vagy vágni a külső rétegbe. Ennek alapfeltétele, hogy a mért közeg nagy visszaverő képességgel rendelkezzen, és hogy a tartály vagy az érzékelő által mért pont anyagi tulajdonságai lehetővé tegyék a radarhullám jó átvitelét.

A méréseket „legjobb visszaverődés” üzemmódban kell elvégezni. A levegőből az anyagba és vissza történő többszörös átmenet miatt a veszteségek (anyagcsillapítás) kismértékű eltérést okozhatnak a mért értékben, amelyek azonban az alkalmazás során állandóak maradnak, ha az anyagtulajdonságok nem változnak. Ha az érzékelő észlelési tartományában a szint korlátozott, akkor a közeg felületétől mért legkisebb távolságot előtérelnyomás, az érzékelő padlótól mért legnagyobb távolságát pedig háttérelnyomás segítségével kell elnyomni.

A sarokprizmák három összekapcsolt, egyenlő szárú, fém háromszögből állnak. Nagy visszaverő képességük miatt, még az érzékelőtől való szögeltérés esetén is gyakran használják őket referenciatárgyként az optimális távolság meghatározásához. Ha egy sarokprizmát egy gyengén visszaverő vagy a radaros érzékelőhöz nem ideálisan igazodó tárgyhoz rögzítünk, akkor annak a visszaverő felülete jelentősen megnő. Ez megkönnyíti a mérések stabilizálását a kívánt céltárgyon, valamint a különböző alkalmazások optimalizálását.

Példa: Távolságmérés egy darukar esetében

A sarokprizmák hatékony használatának egy példaértékű alkalmazása a darugémek pontos vezérlésének hatékony támogatása. A fő gémben elhelyezett radaros érzékelő radarnyalábja a hidraulikus teleszkópos gém csúcsán elhelyezett sarokprizma felé van irányítva. Ha a teleszkópos elem előre vagy hátra mozog a gém kitolásakor vagy visszahúzásakor, az érzékelő regisztrálja ezt a távolságváltozást, és továbbítja az értékeket a daruvezérlő rendszernek, mint a további pozicionálási műveletek alapját. Mivel a szennyeződés-lerakódások és a hidraulikus olajok maradványai megnehezítik a mérést, a „Legjobb visszaverődés” mérési módot és a sarokprizmát mint meghatározott céltárgyat kell alkalmazni, mivel ez mindenkor állandó és stabil visszaverődési amplitúdót biztosít.

Ugyanakkor fontos az érzékelő észlelési tartományában lévő egyéb visszaverődések vizsgálata is. Ezeket úgy lehet értékelni, hogy egy mérési ciklusban legfeljebb tíz visszaverődés kerül rögzítésre (távolságértékek a visszaverődési amplitúdóval) a „Visszaverődési tömb lista” segítségével. Az érzékelőnek a referenciatárgyhoz való igazítása itt döntő fontosságú, hogy a beállított mód esetében stabil jelet kapjunk. Ideális esetben az előtérelnyomást is az érzékelő és a prizma közötti minimális távolságra kell beállítani a hibás visszaverődések elkerülése érdekében.