10 cose da sapere sul radar
Indice
1. Il radar funziona con temperature estreme, precipitazioni, sporco, polvere e condizioni di scarsa illuminazione
I sensori radar assicurano il mantenimento di livelli di riempimento adeguati in una tramoggia per mantenere l’impianto operativo. Quando materiali come miscele di cereali o calcestruzzo vengono caricati in una tramoggia, le particelle secche e polverose riempiono l'aria. La polvere causerà la perdita di segnale in molti sensori ottici, mentre i dispositivi a ultrasuoni possono fornire letture errate se sul sensore si accumulano detriti. Le onde radar, invece, attraversano le particelle sospese nell'aria per misurare accuratamente i livelli nella tramoggia.
Chi lavora in un drive-in presso un ristorante, una banca o una farmacia deve rispondere rapidamente all'arrivo di un cliente. Un sensore radar K50R è in grado di rilevare veicoli in presenza di neve, pioggia, nebbia o luce solare, condizioni che possono causare falsi rilevamenti o nessun rilevamento quando si utilizzano altre tecnologie. Il riconoscimento dei veicoli rapido ed efficiente consente alle aziende di analizzare i modelli di traffico ed eliminare i colli di bottiglia, riducendo al minimo i tempi di attesa e assicurando un servizio tempestivo.
Alterazioni termiche estreme, nebbia, vapore e spruzzi d'acqua all'interno di un autolavaggio automatizzato possono rendere problematico il rilevamento della posizione di un veicolo, anche con i sensori a ultrasuoni comunemente utilizzati. Le variazioni di temperatura possono influenzare la velocità delle onde sonore a ultrasuoni, con conseguenti false indicazioni sulla posizione del veicolo. Anche il rumore proveniente dalle apparecchiature e la variazione delle correnti d'aria all'interno di un sistema di lavaggio possono interferire con la capacità dei sensori a ultrasuoni di rilevare accuratamente i bordi di un veicolo. Tuttavia, un singolo sensore radar T30RW configurato per la modalità a riflessione può determinare in modo affidabile la posizione di un veicolo, indicando al sistema di lavaggio di attivare e disattivare ogni sezione al momento giusto. Ciò rende il processo più efficiente, risparmiando acqua e detergenti, impedendo il contatto e danni ai veicoli e assicurando un lavaggio di alta qualità.
Ogni giorno in tutto il mondo partono e atterrano oltre 100.000 voli commerciali. Questi richiedono un gran numero di veicoli di supporto al suolo, quali nastri trasportatori, scale di imbarco dei passeggeri e furgoni per il catering. Questo traffico costante sulla pista aumenta notevolmente il rischio di incidenti e danni agli aerei.
I nuovi standard richiedono che alcuni veicoli di supporto a terra includano sensori per la prevenzione di collisioni. Invece di un pattern del raggio stretto, si possono utilizzare sensori con un raggio più ampio, ad esempio il raggio di 120 x 40 gradi del Q90R2, per avvicinarsi in sicurezza agli aerei sulla pista. Il sensore monitora costantemente la distanza tra veicolo e aereo e invia tali informazioni al controller del veicolo. Se il veicolo si avvicina troppo a un aereo, il controller del veicolo rallenta automaticamente il veicolo per evitare di investirlo, prevenendo una collisione costosa in termini di tempo e denaro.
In un impianto di assemblaggio nel settore automotive, i bordi iniziali delle carrozzerie devono essere rilevati in modo da assicurare un posizionamento corretto nel tunnel di verniciatura. La superficie può essere non verniciata, opaca o lucida, quindi può risultare difficile per i sensori ottici effettuare un riconoscimento preciso perché la superficie brillante e inclinata può riflettere la luce lontano dal ricevitore del sensore.
I sensori radar, come quelli della serie Banner T30R, sono in grado di identificare oggetti con superfici irregolari, lucide, riflettenti, nere, opache o di qualsiasi altro colore, oppure con specchi o finestre. Ciò consente al sensore radar T30R di rilevare in modo affidabile la posizione di ciascun corpo sulla linea, quindi di inviare le informazioni sulla posizione ai controller dei bracci robotizzati in modo che sappiano dove trovare ciascun pezzo.
Rilevando qualsiasi oggetto sulla linea di assemblaggio, indipendentemente dal colore, dalla forma o dalla riflettività, la produzione può continuare con meno tempi di fermo.
Le grandi gru a cavalletto che spostano carichi pesanti nei cantieri di spedizione all'aperto spesso operano molto vicine una all’altra. Una collisione può comportare danni al carico, costose riparazioni delle gru e l'arresto dell’attività di carico. I sensori radar a lunga portata con un pattern del raggio stretto, ad esempio il Q240R, o il Q90R2 con la sua capacità di rilevamento multidimensionale altamente configurabile, sono in grado di rilevare in modo affidabile ostacoli e altre gru prima che si verifichi una collisione, ignorando i container di carico nelle vicinanze.
Le apparecchiature per il sollevamento in magazzino, come reach stacker e carrelli elevatori, possono entrare in collisione con i contenitori in spedizione e danneggiarli. Queste collisioni comportano perdite di tempo, danni alle merci e rottura delle apparecchiature. I sensori Q90R e K50R possono essere impiegati per la protezione da collisioni a corta portata. Se montati su apparecchiature di sollevamento, questi sensori rilevano i contenitori in spedizione e inviano un segnale all'apparecchiatura per rallentare e avvicinarsi automaticamente a una velocità sicura.
Poiché il radar non è sensibile alle mutevoli condizioni ambientali, i sensori possono anche essere impiegati per monitorare apparecchiature che operano sia all'interno che all'esterno, ad esempio ascensori che trasportano carichi dalle banchine di carico interne ai veicoli in attesa all'esterno. Anche l'uso degli stessi sensori per tutte le apparecchiature riduce al minimo i costi di manutenzione.
Alcuni sensori radar funzionano a frequenze inferiori, ad esempio il QT50R che emette onde a 24 GHz. Altri utilizzano una frequenza maggiore, come il T30R che funziona a 122 GHz. Altri sensori, come il K50R, funzionano a frequenze intermedie, ovvero 60 GHz. Indipendentemente dal fatto che la frequenza sia bassa, alta o intermedia, ciascuna frequenza presenta i suoi vantaggi.
Molto utile per il rilevamento di oggetti di grandi dimensioni, un sensore a bassa frequenza da 24 GHz produce lunghezze d'onda elevate. Il rilevamento a lunga portata e la possibilità di ignorare le condizioni climatiche ambientali, quali pioggia o neve, ne fanno la soluzione più efficace per il rilevamento all'aperto. Al contrario, un sensore a frequenza più elevata, a 60 GHz o 122 GHz, produce onde più brevi in grado di rilevare oggetti più piccoli, assicurare una precisione superiore e rilevare una più vasta gamma di materiali dielettrici.
Quando i sensori fotoelettrici o a ultrasuoni sono posizionati uno vicino all'altro, i segnali di uno possono interferire con l'altro, causando dati di rilevamento non accurati, prestazioni ridotte e minore affidabilità del sensore.
La tecnologia dei sensori radar industriali, invece, è progettata per evitare le interferenze. I sensori radar utilizzano una gamma di frequenze diverse, evitando interferenze da altri dispositivi che operano a frequenze simili o da altre sorgenti di radiazioni elettromagnetiche.
Sofisticati algoritmi di elaborazione del segnale aiutano inoltre il radar a evitare le interferenze, distinguendo tra i segnali di ritorno del radar e filtrando i segnali indesiderati, estraendo solo le informazioni rilevanti. Sono inoltre impiegate tecniche di sincronizzazione e a divisione di tempo per garantire che i sistemi radar funzionino in modo coordinato, programmando attentamente i tempi di trasmissione e ricezione per evitare la trasmissione e la ricezione simultanea.
7: Il radar può rilevare oggetti attraverso plastica o vetro, anche se il materiale è opaco o sporco
Il monitoraggio dei livelli di liquido nei serbatoi spesso richiede l'installazione di un sensore all'interno del serbatoio. Tuttavia, a volte è preferibile una soluzione con un sensore esterno, in particolare se il contatto diretto con il liquido può danneggiare o influenzare negativamente il sensore. Grazie alla loro capacità di attraversare la maggior parte delle plastiche e dei materiali vetrosi, i sensori radar possono essere installati all'esterno dei serbatoi dove sono più facili da montare e manutenere.
Un sensore radar T30R può essere installato sulla parete esterna di un serbatoio in plastica o sul vetro di ispezione di un serbatoio in metallo. Il vetro di ispezione o il serbatoio possono essere polverosi o sporchi, la plastica può essere opaca o il materiale all'interno del serbatoio può essere avvolto da nebbia. Anche se il liquido presenta una superficie irregolare o viene conservato sotto pressione o sotto vuoto, le microonde ad alta frequenza attraversano la plastica o il vetro per misurare il livello del liquido all'interno. Se collegato a un sistema di segnalazione luminoso, il personale può essere avvisato visivamente del livello del fluido nel serbatoio.
Per riconoscere i veicoli che entrano in una banchina di riparazione auto, i sensori radar K50R possono essere montati sotto la plastica heavy-duty, a filo con la superficie di guida. Le onde radar attraversano lo sporco e i detriti lasciati dai veicoli sul pavimento della banchina di riparazione e rilevano le auto mentre entrano. Nell'ambito di un sistema di segnalazione, questi sensori possono informare i dipendenti dell'arrivo di un cliente, in modo da salutarlo rapidamente, riducendo al minimo i tempi di attesa e migliorando l'efficienza del check-in.
Esistono alcune situazioni in cui i sensori che monitorano un'area di grandi dimensioni devono riconoscere solo certi oggetti ignorandone altri, ad esempio ignorando gli oggetti sullo sfondo oppure gli oggetti più piccoli vicino al sensore.
Un camion in avvicinamento a una banchina di carico può essere rilevato da un sensore a raggio ampio K50R-4030. Configurando il sensore per riconoscere il bersaglio più vicino, si rilevano le parti del camion più vicine alla banchina anziché un asse o un corpo del camion che potrebbero generare un segnale più forte. Le strisce luminose Banner collegate al sensore possono fornire un feedback visivo in tempo reale al conducente, per consentirgli di sapere esattamente quanto è distante il camion dalla banchina.
Con il software di configurazione radar Banner, le distanze di rilevamento del K50R possono essere impostate in modo che il sensore consideri solo un intervallo predeterminato. I veicoli che si trovano sullo sfondo, i pali vicino alla banchina e altri oggetti indesiderati sia vicini che lontani saranno ignorati.
Un trafficato deposito ferroviario è un ambiente di lavoro dinamico su larga scala con numerose attività che si svolgono simultaneamente. Veicoli e vagoni ferroviari di diverse forme e dimensioni, che si spostano a velocità variabili su più binari e attorno ad essi, e trasportano una miriade di tipi di materiali, rappresentano una grande sfida per il rilevamento di oggetti.
I treni sono costituiti da locomotive e da un ampio assortimento di materiale rotabile, tra cui boxcar, pianali, tramogge, cisterne e altro. La possibilità di riconoscere numerosi treni e tipi di carichi su rimorchi a distanze diverse, anche mentre sono in movimento, può essere gestita da un sensore radar come il Q130R. La capacità di rilevare bersagli sia fissi che mobili rende il radar FMCW una soluzione più affidabile rispetto al radar a tecnologia Doppler, in grado di rilevare solo bersagli in movimento.
Nonostante la presenza di polvere nell’area o di sporco sul sensore Q130R, il segnale radar può comunque rilevare oggetti fino a 40 metri di distanza. Il sensore radar può essere impostato per ignorare i treni parcheggiati sullo sfondo in un binario, riconoscendo gli altri treni che transitano di fronte, attivando le antenne RFID in modo che gli operatori conoscano la posizione precisa del carico nell’area. Il rilevamento a lunga portata offerto dai sensori radar, oltre alla capacità del radar di ignorare le condizioni climatiche ambientali e la presenza di polvere e sporco nell'aria, rendono la soluzione ideale per i vagoni ferroviari.
10: I sensori radar con un ampio angolo di visione non vengono messi in difficoltà da forme e superfici diverse
I bordi affilati e le superfici piane montate inclinate possono agire come specchi, deviando i segnali del radar e impedendo a un sistema radar di ricevere informazioni accurate. Per assicurare un rilevamento affidabile degli oggetti, un sensore radar con un ampio angolo di visione può monitorare aree di grandi dimensioni e riconoscere meglio le superfici arrotondate e gli oggetti inclinati.
Una trafficata miniera dispone di apparecchiature di tutte le forme e dimensioni, sia mobili che fisse. Potenti camion trasportano i materiali scavati e di scarto e le loro enormi dimensioni creano numerosi punti ciechi attorno al veicolo. Con poco spazio per gli errori, la prevenzione delle collisioni è essenziale per assicurare l’operatività dell’area. L'ambiente esterno presenta inoltre altre sfide di rilevamento, tra cui vento, pioggia e neve, oltre a sporco e polvere sporchi dalle attività minerarie.
I sensori radar a raggio largo, come il Q130R e il QT50R, possono essere installati sul lato anteriore e posteriore dei camion di servizio quale componente principale di sistemi anticollisione. Non solo ignorano le condizioni climatiche ambientali, ma i sensori possono essere configurati per rilevare oggetti in punti ciechi indipendentemente dalla forma, dalla dimensione, dal colore, dal materiale o dalla finitura superficiale dell'oggetto. Collegando un Q130R o QT50R agli indicatori LED, l'operatore del camion può rapidamente vedere quando controllare i punti ciechi e rallentare o arrestare l'apparecchiatura, riducendo le possibilità di una collisione potenzialmente costosa.
Il radar è una soluzione di rilevamento automatizzata affidabile, resistente all'ambiente e completa
I sensori radar da soli rappresentano un metodo affidabile e durevole per il rilevamento di oggetti e veicoli, la prevenzione delle collisioni, il feedback di posizionamento e molto altro. Possono fare tutto questo sia in ambienti interni che all'aperto, a brevi o lunghe distanze, anche quando le condizioni ambientali presentano sfide insolite che potrebbero mettere in difficoltà altre tecnologie per sensori. Tuttavia, se integrato in un sistema automatizzato che comprende il rilevamento, l'indicazione in tempo reale e il feedback istantaneo, il radar diventa una componente incredibilmente potente ed essenziale per garantire l’operatività, l’efficienza e la sicurezza.
Per maggiori informazioni sui sensori radar, visita la nostra Pagina sui sensori radar.
Glossario
Pattern del raggio: il modo in cui viene concentrato un segnale radar trasmesso. Un raggio stretto si concentra su un'area più piccola, consentendo un rilevamento più preciso degli oggetti. Un pattern del raggio più ampio raggiunge un'area più ampia per rilevare meglio superfici irregolari e bersagli inclinati.
Zona morta: un'area vicino al trasmettitore in cui un radar non è in grado di rilevare o misurare un bersaglio.
Costante dielettrica: misura della capacità di un oggetto di sviluppare un campo elettrico e di immagazzinare energia. I materiali ad alto dielettrico, come metallo e acqua, sono più elettricamente conduttivi e riflettono i segnali radar meglio dei materiali che assorbono le onde, come plastica, legno, tessuti e altri prodotti organici.
Radar FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave): invia un segnale continuo da un trasmettitore a un ricevitore e confronta le frequenze trasmesse e ricevute. La tecnologia FMCW è in grado di misurare in modo affidabile la distanza del bersaglio dal sistema radar.
Bande ISM: 24 GHz, 60 GHz e 122 GHz sono frequenze dello spettro radio messe a disposizione per uso industriale, scientifico e medico. Le frequenze di funzionamento dei sensori radar industriali rientrano in queste bande ISM designate.
PCR (Pulsed Coherent Radar): invia una serie di impulsi verso il bersaglio anziché un'onda continua. La tecnologia PCR invia un impulso, disattiva il trasmettitore, riceve echi dal bersaglio, quindi riattiva il trasmettitore per inviare un nuovo impulso e continuare il ciclo.
RCS (Radar Cross Section): misura della capacità di un bersaglio di riflettere i segnali elettromagnetici verso il ricevitore. Maggiore è l'RCS di un oggetto, più facile ne risulterà il rilevamento. Sebbene la dimensione del bersaglio sia importante, anche il materiale, la forma, l'orientamento, la direzione di spostamento e l'angolo con cui le onde radar si riflettono sul bersaglio influenzano l'RCS.