Configuración y posibles aplicaciones de los sensores de radar

Incluso en las condiciones más adversas, los sensores de radar industriales de Pepperl+Fuchs ofrecen resultados de medición confiables. Ya sea lluvia, niebla, viento o polvo, el principio de funcionamiento de la onda electromagnética es sólido contra condiciones ambientales difíciles y extremadamente estable en cuanto a la temperatura. Además, la carcasa VariKont-L2 utilizada tiene un grado de protección IP68/69. Esta combinación de un principio de funcionamiento de baja interferencia y un diseño de sensor particularmente sólido significa que se puede abarcar una amplia gama de aplicaciones con un solo tipo de dispositivo, siempre y cuando se configure según corresponda. Hay tres modos de medición diferentes disponibles para este propósito:

1. Primer objeto: detección independiente del material del objeto más cercano al sensor de radar

2. Mejor reflexión: detección del objeto con las mejores propiedades de reflexión, incluso a través de objetos que interfieren

3. Velocidad más rápida: detección del objeto que se mueve más rápido hacia o desde el sensor de radar

Ejemplo: Prevención de colisiones y limitación de la velocidad máxima de camiones montacargas

Debido al amplio rango de detección de los sensores de radar industriales, se pueden proteger de manera confiable varias secciones alrededor de camiones montacargas. El uso de varios sensores de radar en un vehículo es posible sin problemas, gracias a que los dispositivos no se influencian entre sí debido a la modulación de frecuencia utilizada, sin necesidad de un proceso de sincronización iniciado manualmente. Para lograr una protección óptima de las secciones que se van a monitorear, se recomienda utilizar el modo de medición de "primer objeto". En esta modalidad de operación, se detecta el objeto más cercano al sensor independientemente del material. Según la velocidad de desplazamiento y la velocidad de reacción asociada, también se requiere una alta velocidad de muestreo. Esto se puede configurar a través de parámetros de hasta un máximo de 200 Hz.

Además de esto, los sensores de radar también se pueden utilizar para reducir eficazmente la velocidad máxima de los camiones montacargas: si bien una alta velocidad es ventajosa en áreas exteriores, y los alrededores suelen ser fáciles de ver, es necesaria una cierta restricción al interior de fábricas y almacenes por razones de seguridad. Para determinar inmediatamente cuándo el camión montacargas ha llegado a un área interior, se puede utilizar un sensor de radar alineado verticalmente, que detecte el techo de la sala o los travesaños metálicos debajo del techo. Si este es el caso, la velocidad máxima posible se limita automáticamente a un nivel tolerable y solo se vuelve a liberar cuando el camión sale de la sala. Como modo de medición para estos casos, se recomienda ya sea el modo de "primer objeto" o de "mejor reflexión”. Se puede configurar una alta potencia de filtrado y una baja frecuencia de muestreo para evitar una reducción no deseada de la velocidad debajo de vigas transversales o puentes en campo abierto.

Los materiales sin alta conductividad eléctrica reflejan y transmiten ondas electromagnéticas. Las reflexiones se producen aquí en cada transición (denominadas salto de materia); en los casos más frecuentes, esta es la transición de aire a material y de material a aire. Dentro del material, ocurren pérdidas de absorción de las ondas de radar. Si estas pérdidas de absorción son más bien bajas, como sucede con algunos plásticos, la onda electromagnética se transmite a través del material sin grandes pérdidas y emerge en el otro lado.

Ejemplo: Penetración de la capa externa del depósito

Esta capacidad de la onda de radar de penetrar a través de diversos materiales se puede utilizar ventajosamente en algunas aplicaciones. Por un lado, se puede utilizar para crear un diseño de máquina visualmente atractivo ocultando los sensores de la vista y protegiéndolos de las influencias externas detrás de una placa de plástico. Por otro lado, esta función se puede utilizar para medir el nivel de llenado en depósitos cerrados, por ejemplo, sin tener que perforar o cortar un orificio en la capa exterior. Las condiciones básicas aquí son que el medio medido tenga una alta reflectividad y que las propiedades del material del tanque o del punto a través del cual mide el sensor permitan una buena transmisión de la onda de radar.

Las mediciones deben realizarse en el modo de funcionamiento de “mejor reflexión”. Debido a las múltiples transiciones sucesivas de aire a material y viceversa, las pérdidas (atenuación del material) también pueden provocar ligeros cambios en el valor medido, que, sin embargo, permanecen constantes en la aplicación si las propiedades del material permanecen iguales. Si el nivel en el rango de detección del sensor es limitado, la distancia mínima a la superficie del medio se debe suprimir por medio de una supresión de primer plano y la distancia máxima del sensor al suelo mediante una supresión de fondo.

Los reflectores de esquina constan de tres triángulos isósceles metálicos conectados. Debido a su alta reflectividad, incluso con desviaciones angulares del sensor, a menudo se utilizan como objetivos de referencia para una determinación óptima del rango. Si hay un reflector de esquina conectado a un objeto débilmente reflectante o que no está alineado idealmente con el sensor de radar, su superficie reflectante aumenta significativamente. Esto facilita estabilizar las mediciones en el objeto objetivo deseado y optimizar las diversas aplicaciones según sea necesario.

Ejemplo: Medición de distancia en el brazo de la grúa

Un ejemplo de aplicación para el uso eficaz de reflectores de esquina es el soporte eficaz para el control preciso de brazos de grúas móviles. El haz del radar de un sensor de radar montado dentro del brazo principal se orienta hacia un reflector de esquina ubicado en la punta del brazo telescópico hidráulico. Si la articulación telescópica se mueve hacia delante o hacia atrás cuando el brazo se extiende o se retrae, el sensor mide este cambio en la distancia y transmite los valores al sistema de control de la grúa como una base para procesos de ajuste adicionales. Si los depósitos de suciedad y residuos de aceites hidráulicos dificultan la medición, se utiliza el modo de medición de "mejor reflexión" para medir el reflector de esquina como un objeto objetivo definido, ya que esto proporciona una amplitud de reflexión constante y estable en todo momento.

Sin embargo, también es importante verificar otras reflexiones en el rango de detección del sensor. Esto se puede evaluar mediante el registro de hasta diez reflexiones en un ciclo de medición (valores de distancia con amplitud de reflexión) utilizando la "lista de formación de reflexiones". La alineación del sensor con el objetivo de referencia es crucial aquí para obtener una señal estable a través del modo de operación establecido. Idealmente, la supresión de primer plano también debe ajustarse a la distancia mínima entre el sensor y el reflector para evitar reflexiones defectuosas.