10 Dinge, die Sie über Radar wissen sollten
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Radarsensoren sorgen für angemessene Füllstände in einem Trichter, um die Produktion aufrechtzuerhalten. Wenn Materialien wie Getreide oder Betonmischungen in einen Trichter geladen werden, gelangen trockene und staubige Partikel in die Luft. Staub führt bei vielen optischen Sensoren zu einem Signalverlust, während Ultraschallgeräte falsche Messwerte liefern können, wenn sich Schmutz auf dem Sensor ablagert. Die Radarwellen hingegen durchdringen die in der Luft befindlichen Partikel und messen die Füllstände der Trichter genau.
Wer in einem Restaurant, einer Bank oder einer Apotheke am Drive-in-Schalter arbeitet, muss schnell reagieren, wenn ein Kunde eintrifft. Ein K50R-Radarsensor kann Autos bei Schnee, Regen, Nebel oder Sonnenlicht erkennen – Bedingungen, die bei der Verwendung anderer Sensortechnologien zu einer falschen oder gar keiner Erkennung führen können. Dank der schnellen und effizienten Fahrzeugerkennung können Unternehmen Verkehrsmuster analysieren und Engpässe beseitigen, um Wartezeiten zu minimieren und einen pünktlichen Service zu gewährleisten.
Extreme Temperaturschwankungen, Nebel, Dampf und Spritzwasser in einer automatischen Autowaschanlage können die Erkennung der Position eines Fahrzeugs problematisch machen, selbst für die üblicherweise verwendeten Ultraschallsensoren. Temperaturschwankungen können die Geschwindigkeit der Ultraschallwellen beeinflussen, was zu falschen Informationen über die Fahrzeugposition führen kann. Geräusche von Geräten und wechselnde Luftströmungen in einer Waschanlage können ebenfalls die Fähigkeit der Ultraschallsensoren beeinträchtigen, die Kanten eines Fahrzeugs genau zu erkennen. Ein einzelner als Reflexionslichtschranke konfigurierter T30RW Radarsensor hingegen kann die Position eines Fahrzeugs zuverlässig bestimmen und die Waschanlage anweisen, jede Waschphase zur rechten Zeit ein- bzw. auszuschalten. Der Prozess wird dadurch effizienter, da Wasser und Reinigungsmittel eingespart werden. Auch wird verhindert, dass die Geräte mit den Fahrzeugen in Berührung kommen und diese beschädigen, und es wird eine hohe Waschqualität gewährleistet.
Täglich werden weltweit mehr als 100.000 kommerzielle Flüge durchgeführt. Dazu ist eine große Anzahl von Fahrzeugen zur Unterstützung am Boden notwendig, wie z. B. Bandlader, Einstiegsstufen für Passagiere und Lieferfahrzeuge von Cateringdiensten. Dieser ständige Verkehr auf dem Flugfeld erhöht erheblich die Gefahr von Unfällen und Schäden an Flugzeugen.
Die neuen Normen schreiben vor, dass bestimmte Bodenunterstützungsfahrzeuge Sensoren für die Kollisionsverhütung enthalten müssen. Anstelle eines schmalen Strahlenmusters können sie einen Radarsensor mit breiterem Strahl verwenden, z. B. mit dem 120 x 40-Grad-Strahl des Q90R2, um an die Flugzeuge auf dem Flugfeld sicher heranzufahren. Der Sensor überwacht ständig den Abstand zwischen einem Fahrzeug und dem Flugzeug und sendet diese Information an das Steuergerät des Fahrzeugs. Kommt das Fahrzeug einem Flugzeug zu nahe, bremst die Fahrzeugsteuerung das Fahrzeug automatisch ab, um eine Kollision zu verhindern, die sowohl Geld als auch Zeit kosten würde.
In einem Automobilmontagewerk müssen die Vorderkanten von Karosserien erkannt werden, damit sie in einem Lackiertunnel korrekt positioniert werden können. Die Oberfläche kann unlackiert, matt oder glänzend sein, so dass es für optische Sensoren schwierig sein kann, sie genau zu erkennen, da die glänzende, gewinkelte Oberfläche das Licht vom Empfänger des Sensors weg reflektieren kann.
Radarsensoren wie die Bauform T30R von Banner können Objekte mit unebenen Oberflächen, glänzenden, reflektierenden, mattschwarzen oder andersfarbigen Oberflächen sowie mit Spiegeln oder Fenstern erkennen. Dadurch kann der T30R Radarsensor die Position jedes Körpers auf der Linie zuverlässig erfassen und diese Positionsdaten an die Steuerungen der Roboterarme senden, damit diese wissen, wo jedes Teil zu finden ist.
Durch die Erkennung beliebiger Objekte auf dem Fließband, unabhängig von Farbe, Form oder Reflexionsvermögen, kann die Produktion mit weniger Ausfallzeiten fortgesetzt werden.
Große Portalkräne, die schwere Lasten durch Freiluftverladehöfe bewegen, arbeiten oft in unmittelbarer Nähe zueinander. Eine Kollision kann zu Schäden an der Ladung, teuren Kranreparaturen und einem Stillstand des Ladevorgangs führen. Radarsensoren mit hoher Reichweite und schmalem Strahlmuster, wie z. B. der Q240R oder der Q90R2, können mit ihrer hochgradig konfigurierbaren mehrdimensionalen Abtastung zuverlässig Hindernisse und andere Kräne erkennen, bevor es zu einer Kollision kommt, und dabei nahe gelegene Frachtcontainer ignorieren.
Hebegeräte im Lager, wie Reach Stacker und Gabelstapler, können mit Versandbehältern zusammenstoßen und diese beschädigen. Diese Kollisionen verursachen Zeitverluste, beschädigte Waren und defekte Ausrüstung. Die Sensoren Q90R und K50R können zum Schutz vor Kollisionen mit geringerer Reichweite eingesetzt werden. Wenn diese Sensoren an Hebezeugen montiert sind, erkennen sie die Versandbehälter und senden ein Signal an das Gerät, damit es automatisch abbremst und sich mit einer sicheren Geschwindigkeit nähert.
Da Radar unempfindlich gegenüber Veränderungen der Umgebungsbedingungen ist, können Radarsensoren sogar zur Überwachung von Ausrüstungen eingesetzt werden, die sowohl im Innen- als auch im Außenbereich aktiv sind, wie z. B. Aufzüge, die Frachtgut von überdachten Ladebuchten zu draußen wartenden Fahrzeugen transportieren. Dadurch, dass für alle Ausrüstungen die gleichen Sensoren verwendet werden, sinken auch die Wartungskosten auf ein Minimum.
Einige Radarsensoren arbeiten mit einer niedrigeren Frequenz, wie z. B. der QT50R, der Wellen bei 24 GHz aussendet. Andere verwenden eine höhere Frequenz, darunter der T30R der bei 122 GHz arbeitet. Dann gibt es solche wie den K50R, der irgendwo in der Mitte bei 60 GHz arbeiten. Ob niedrig, hoch oder dazwischen, jede dieser Frequenzen hat ihre Vorteile.
Ein 24-GHz-Sensor mit niedrigeren Frequenzen erzeugt lange Wellenlängen und eignet sich daher besonders für die Erkennung großer, weit entfernter Objekte. Die große Reichweite und die Fähigkeit, Witterungseinflüsse wie starken Regen oder Schnee zu ignorieren, machen ihn zur effektivsten Lösung für die Erfassung in Außenbereichen. Im Gegensatz dazu erzeugt ein 60-GHz- oder 122-GHz-Sensor mit höherer Frequenz kürzere Wellen, die kleinere Objekte erfassen können, eine höhere Genauigkeit bieten und in der Lage sind, eine größere Bandbreite an dielektrischen Materialien zu erfassen.
Wenn fotoelektrische oder Ultraschallsensoren nahe beieinander positioniert sind, können die Signale des einen den anderen stören, was zu ungenauen Messdaten, verminderter Leistung und geringerer Zuverlässigkeit der Sensoren führt.
Die industrielle Radarsensortechnologie hingegen ist so konzipiert, dass Übersprechen vermieden wird. Radarsensoren verwenden eine Reihe verschiedener Frequenzen, um Störungen durch andere Geräte, die mit ähnlichen Frequenzen arbeiten, oder durch andere Quellen elektromagnetischer Strahlung zu vermeiden.
Hochentwickelte Signalverarbeitungsalgorithmen helfen dem Radar außerdem, Übersprechen zu vermeiden, indem sie zwischen Radarrückmeldungen unterscheiden und unerwünschte Signale herausfiltern, um nur die relevanten Informationen zu extrahieren. Darüber hinaus werden Synchronisationstechniken und Techniken zur Mehrfachausnutzung durch Zeitaufteilung eingesetzt, um sicherzustellen, dass die Radarsysteme koordiniert arbeiten und die Sende- und Empfangszeiten sorgfältig geplant werden. Dadurch soll verhindert werden, dass gleichzeitig gesendet und empfangen wird.
7: Radar kann Objekte durch Kunststoff oder Glas hindurch erkennen, auch wenn das Material undurchsichtig oder verschmutzt ist.
Die Überwachung von Flüssigkeitspegeln in Tanks erforderte bisher oft einen im Tank montierten Sensor. Manchmal ist jedoch eine Lösung mit einem außen montierten Sensor vorzuziehen, insbesondere wenn der direkte Kontakt mit der Flüssigkeit den Sensor beschädigen oder beeinträchtigen könnte. Da sie die meisten Kunststoffe und Gläser durchdringen können, lassen sich Radarsensoren auch außerhalb von Tanks installieren, wo sie einfacher zu montieren und zu warten sind.
Ein T30R Radarsensor kann an der Außenwand eines Kunststofftanks oder am Schauglas eines Metalltanks angebracht werden. Das Schauglas oder der Tank kann verstaubt oder verschmutzt sein, der Kunststoff kann undurchsichtig sein, oder das Material im Inneren des Tanks kann von Nebel umhüllt sein. Selbst wenn die Flüssigkeit eine unebene Oberfläche hat oder unter Druck oder im Vakuum gelagert wird, durchdringen die Hochfrequenz-Mikrowellen den Kunststoff oder das Glas und messen den Flüssigkeitsstand im Tank. Bei Anschluss an ein beleuchtetes Anzeigesystem kann das Personal visuell auf den Flüssigkeitspegel des Tanks aufmerksam gemacht werden.
Zur Erkennung von Fahrzeugen, die in eine Autoreparaturwerkstatt einfahren, können K50R Radarsensoren unter strapazierfähigem Kunststoff bündig mit der Fahrfläche montiert werden. Die Radarwellen durchdringen von den Fahrzeugen auf dem Boden der Werkstatt hinterlassene Verschmutzungen und erkennen Autos beim Einfahren. Als Teil eines Anzeigesystems können diese Sensoren den Mitarbeitern mitteilen, wenn ein Kunde eingetroffen ist, so dass sie den Kunden schnell begrüßen können. Dadurch werden Wartezeiten minimiert und die Effizienz der Abfertigung verbessert.
8: Einige Radarsensoren können sich auf das Hauptobjekt konzentrieren und andere Objekte ignorieren.
In bestimmten Situationen müssen Sensoren, die einen großen Bereich überwachen, nur bestimmte Objekte erkennen und andere ignorieren, z. B. Objekte im Hintergrund oder kleinere Gegenstände in der Nähe des Sensors.
Ein Lkw, der sich einer Laderampe nähert, kann von einem K50R-4030 Sensor mit breitem Strahl erfasst werden. Wenn der Sensor für die Erfassung des nächstgelegenen Objekts programmiert wird, erfasst er die Lkw-Teile, die sich am dichtesten an der Rampe befinden, anstelle einer Achse oder einer Lkw-Karosserie, die ein stärkeres Signal liefern könnten. An den Sensor angeschlossene Leuchtbänder von Banner können dem Fahrer eine visuelle Rückmeldung in Echtzeit geben, so dass er genau weiß, wie nah der Lkw an der Rampe ist.
Mit der Radar-Konfigurationssoftware von Banner lassen sich die Erfassungsabstände des K50R so einstellen, dass der Sensor nur innerhalb einer bestimmten Reichweite sucht. Im Hintergrund fahrende Fahrzeuge, Pfosten in der Nähe des Docks und andere unerwünschte Objekte in der Nähe und in der Ferne werden ignoriert.
Ein stark frequentierter Rangierbahnhof ist ein großes, dynamisches Arbeitsumfeld, in dem zahlreiche Vorgänge gleichzeitig ablaufen. Fahrzeuge und Waggons in verschiedenen Formen und Größen, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf und um mehrere Gleise bewegen und unzählige Arten von Materialien transportieren, stellen eine große Herausforderung für die Objekterfassung dar.
Die Züge bestehen aus Lokomotiven und einer großen Auswahl an rollendem Material, darunter gedeckte Güterwagen, Pritschenwagen, Trichterwagen, Tankwagen und mehr. Die Verfolgung zahlreicher Züge und Frachtguttypen auf Anhängern in unterschiedlichen Entfernungen, auch während der Fahrt, lässt sich mit einem Radarsensor wie dem Q130R realisieren. FMCW-Radar kann sowohl bewegliche als auch stationäre Objekte erfassen. Damit bietet es eine zuverlässigere Lösung als das Doppler-Radar, das nur Objekte in Bewegung erfassen kann.
Auch wenn um den Q130R Sensor herum Staub aufwirbelt und sich Schmutz darauf ablagert, kann das Radarsignal noch Objekte in 40 m Entfernung erfassen. Der Radarsensor kann so eingestellt werden, dass er im Hintergrund auf einem Gleis abgestellte Züge ignoriert, während er andere Züge erfasst, wenn sie vor ihm vorbeifahren, und RFID-Antennen auslöst, so dass die Bediener über die genaue Position der Ladung im Rangierbahnhof informiert werden. Die große Reichweite der Radarsensoren und die Fähigkeit des Radars, Witterungseinflüsse sowie Staub und Schmutz in der Luft zu ignorieren, machen es zu einer idealen Lösung für Bahnhöfe.
10: Radarsensoren mit breitem Strahlwinkel werden durch unterschiedliche Formen und Oberflächen nicht beeinträchtigt.
Scharfe Kanten und flache Oberflächen, die in einem bestimmten Winkel angebracht sind, können wie Spiegel wirken, die Radarsignale ablenken und verhindern, dass ein Radarsystem genaue Informationen empfängt. Um eine zuverlässige Objekterfassung zu gewährleisten, kann ein Radarsensor mit einem breiten Strahlwinkel große Flächen überwachen und abgerundete Oberflächen und schräge Objekte besser erkennen.
In einem aktiven Tagebau gibt es mobile und stationäre Ausrüstungen in allen Formen und Größen. Leistungsstarke Lastkraftwagen transportieren sowohl Bergbau- als auch Abfallmaterial, und durch ihre enorme Größe entstehen zahlreiche tote Winkel rund um das Fahrzeug. Da es kaum Spielraum für Fehler gibt, ist die Kollisionsvermeidung der Schlüssel zu einem effizienten Betrieb. Die Außenumgebung stellt weitere Herausforderungen an die Sensorik, wie Wind, Regen und Schnee sowie Schmutz und Staub, die durch den Bergbau aufgewirbelt werden.
Radarsensoren mit breitem Strahl wie der Q130R und der QT50R können an der Vorder- und Rückseite von Lastkraftwagen als Hauptbestandteil von Kollisionsvermeidungssystemen eingesetzt werden. Sie ignorieren nicht nur die Witterungsbedingungen der Umgebung, sondern können auch so konfiguriert werden, dass sie Objekte in toten Winkeln erfassen, unabhängig von Form, Größe, Farbe, Material oder Oberflächenbeschaffenheit des Objekts. Durch den Anschluss eines Q130R oder QT50R an LED-Anzeigeleuchten kann der Lkw-Fahrer schnell erkennen, wann er den toten Winkel kontrollieren und das Fahrzeug abbremsen oder anhalten muss, um das Risiko eines möglicherweise kostspieligen Zusammenstoßes zu verringern.
Radar ist die zuverlässige, gegen die Umgebungsbedingungen unempfindliche Allround-Lösung für die Automatisierung
Für sich genommen sind Radarsensoren eine dauerhafte und zuverlässige Methode zur Erfassung von Objekten und Fahrzeugen, zur Kollisionsvermeidung, zur Rückmeldung der Position und vielem mehr. All dies leisten sie sowohl in Innenräumen als auch im Freien, auf kurze oder weite Entfernungen und selbst dann, wenn die Umgebung ungewöhnliche Herausforderungen stellt, die andere Sensortechnologien stören könnten. Wenn es jedoch in ein automatisiertes System integriert ist, das Sensoren, Echtzeit-Anzeigen und sofortige Rückmeldungen umfasst, wird das Radar zu einer unglaublich leistungsfähigen – und notwendigen – Komponente für einen sicheren und effizienten Betrieb.
Für weitere Informationen über Radarsensoren besuchen Sie bitte unsere Seite über Radarsensoren.
Glossar
Strahlmuster: Die Art und Weise, wie ein übertragenes Radarsignal konzentriert wird. Ein schmales Strahlmuster konzentriert sich auf einen kleineren Bereich und ermöglicht eine präzisere Objekterfassung. Ein breites Strahlmuster erreicht einen größeren Bereich, um unregelmäßige Oberflächen und schräge Objekte besser zu erkennen.
Totbereich: Ein Bereich in der Nähe des Senders, in dem ein Radargerät ein Ziel nicht erfassen oder messen kann.
Dielektrizitätskonstante: Das Maß für die Fähigkeit eines Objekts, ein elektrisches Feld aufzubauen und Energie zu speichern. Materialien mit hoher Dielektrizität, wie Metall und Wasser, sind elektrisch leitfähiger und reflektieren Radarsignale besser als wellenabsorbierende Materialien wie Kunststoff, Holz, Textilien und andere organische Stoffe.
Frequenzmoduliertes Dauerstrichradar (FMCW): Sendet ein kontinuierliches Signal von einem Sender und einem Empfänger und vergleicht die gesendeten und empfangenen Frequenzen. FMCW kann die Entfernung des Objekts zum Radarsystem zuverlässig messen.
ISM-Bänder: 24 GHz, 60 GHz und 122 GHz sind Frequenzen des Frequenzspektrums, die für die Nutzung durch Industrie, Wissenschaft und Medizin vorgesehen sind. Die Frequenzen, auf denen industrielle Radarsensoren arbeiten, fallen in diese ausgewiesenen ISM-Bänder.
Gepulstes kohärentes Radar (PCR): Sendet anstelle einer kontinuierlichen Welle eine Reihe von Impulsen an das Objekt. Das PCR sendet einen Impuls, schaltet den Sender aus, empfängt Echos vom Objekt und schaltet dann den Sender wieder ein, um einen neuen Impuls zu senden und den Zyklus fortzusetzen.
Radarquerschnitt (RCS): Ein Maß für die Fähigkeit eines Objekts, elektromagnetische Signale zurück zum Empfänger zu reflektieren. Je größer der RCS-Wert eines Objekts ist, desto leichter ist es zu erfassen. Die Größe des Objekts ist zwar ein Faktor, aber auch das Material, die Form, die Ausrichtung, die Bewegungsrichtung und der Winkel, in dem die Radarwellen vom Objekt reflektiert werden, beeinflussen den RCS.