
有关雷达的 10 点
雷达传感器确保料斗中保持适当料位,以保证流畅生产。当谷物或混凝土混合物等材料装入料斗时,空气中会布满干燥的粉尘颗粒。灰尘会导致许多光学传感器出现信号丢失,如果灰尘积聚在传感器上,超声波设备可能会给出错误读数。而雷达波则能穿透空气中的颗粒,准确测量料斗中的料位。
在餐厅、银行或药店的自动售货窗口工作的人需要在顾客到来时迅速做出反应。K50R 雷达传感器可以在雪、雨、雾、强光或弱光条件下检测汽车。在这些环境条件下,使用其他传感器技术时可能会导致错误检测或无法检测。通过快速高效的车辆识别功能,企业可以分析交通模式,消除瓶颈,最大限度地缩短等待时间,确保及时提供服务。
自动洗车机内剧烈的温度波动、雾气、蒸汽和水雾会使车辆位置检测变得困难,即使是常用的超声波传感器也是如此。温度变化会影响超声波的速度,导致车辆位置信息出错。设备发出的噪音和洗车机内不断变化的气流也会干扰超声波传感器。然而,一个配置为逆反射模式的T30R雷达传感器就能可靠地确定车辆的位置,告诉清洗系统在正确的时间打开和关闭相应部分。这样可以节约水和清洁剂,提高清洗效率,防止设备接触和损坏车辆,并确保高质量的清洗。
大型龙门起重机在室外货场搬运重物时,通常会彼此靠得很近。碰撞可能导致货物受损,起重机维修费用高昂,并导致货场长期停摆,无限期停止货物运输。采用窄波模式的长距离雷达传感器,如 Q130R 或 Q240R,能可靠检测出障碍物和其他起重机,防止发生碰撞,同时忽略附近的货物集装箱。
堆垛机和叉车等仓库起重设备可能会碰撞,损坏货运集装箱。这些碰撞导致时间损失、货物损坏和设备损坏。T30R 和 K50R 传感器可用于短距离防撞。安装在起重设备上时,这些传感器可以检测货运集装箱并向设备发送信号,使其自动减速并以安全速度接近。
由于雷达不受环境条件变化的影响,因此甚至可以使用雷达传感器来监测室内和户外运行的设备,例如将货物从室内装货区运送到户外等待的车辆。在所有设备上使用同样的传感器也能最大限度减少维护成本。
一些雷达传感器低频工作,如 QT50R 以 24 GHz 的频率发射电波。其他一些雷达传感器则使用较高频率,例如 T30R 的工作频率为 122 GHz。还有一些雷达传感器,如 K50R 的工作频率适中,为 60 GHz。无论是低频、高频还是居于二者之间,这些频率都自有其优势。
最适合检测大型物体的是24GHz的低频传感器,它产生的波长较长。具备长距离检测和无惧大雨或大雪等环境天气的能力,是最有效的户外检测解决方案。相反,122 GHz 高频传感器则产生短波,在小物体检测方面表现出色,准确性高,并能够检测更广泛的电介质材料。
工作频率为 60 GHz 的雷达传感器的能力与较高工作频率的传感器相当,可以检测室内和户外的各种材料。它们也可以像低频雷达传感器一样忽略降水。
监测储罐中的料位通常需要使用安装在储罐内的传感器。然而,有时需要使用外部传感器解决方案,特别是在与液体直接接触可能损坏传感器或对传感器产生不利影响的情况下。雷达传感器能够穿透大多数塑料和玻璃,可以安装在储罐外面,便于安装和维护。
T30R 雷达传感器可以安装在塑料储罐的外壁或金属罐的检视窗上。检视窗或储罐可能有灰尘或脏污,塑料可能不透明,或者储罐内的材料可能被雾气笼罩。即便液面不平,或在压力或真空条件下储存,高频无线电波也会穿透塑料或玻璃来测量里面的液位。当连接到照明指示系统时,工作人员可以目测储罐液位,无需借助外部控制器。
为了识别进入汽车维修车间的车辆,可将 K50R 雷达传感器安装在重型塑料下面,与驾驶表面平齐。雷达波能穿透车辆在维修区地板上留下的灰尘和水,并在车辆停靠时检测出来。指示系统中的这些传感器可以告知员工顾客已经到达,这样就能迅速迎接顾客,最大限度减少等待时间,提高登记效率。
繁忙的铁路站场属于大规模的动态工作环境,其中多项操作同时发生。不同形状和大小的车辆及轨道车,以不同的速度在多条轨道上和周围移动,并运载各种类型的材料,这给物体检测带来了严峻挑战。
火车由机车和各种各样的铁道车辆组成,包括箱式车、平板车、料斗车、油罐车等等。Q130RQ130R这样的雷达传感器能够追踪不同距离的许多列车和拖车上的货物类型,哪怕它们正在移动。由于能够检测移动和静止目标,FMCW雷达成为比多普勒雷达更可靠的解决方案,因为后者只能检测移动目标。
尽管货场尘土飞扬,或者灰尘在Q130R传感器上堆积,但雷达信号仍能检测到 40 米开外的物体。雷达传感器可以设置为忽略停在轨道背景中的列车,而在其他列车从前面行经时能进行识别,触发 RFID 天线,这样操作员就能知道货物在货场中的确切位置。雷达传感器提供的远距离检测能力,加上雷达能够“无视”周围的天气条件和空气中的尘垢,因而成为铁路货场的理想解决方案。
以一定角度安装的锐边和平面可以像镜子一样偏转雷达信号,导致雷达系统难以接收准确信息。为了确保可靠的物体检测,可以用宽波雷达传感器来监测大面积区域,并持续识别圆形表面和倾斜物体。
繁忙的露天矿场中有形状和大小不一的设备,既有移动设备,也有固定设备。巨大的拖运卡车同时运输矿物质和废料,其庞大的车体在车辆周围形成了许多盲区。由于几乎没有出错的余地,防撞成为高效操作的关键。户外环境还带来了其他检测挑战,包括风、雨、雪,以及采矿作业产生的灰尘。
Q130R和QT50R等广角雷达传感器可以部署在拖运卡车的前面和后面,作为防撞系统的主要组成部分。它们不仅无视周围的天气条件,而且可以将传感器配置为检测盲区中的物体,同时无视物体的形状、大小、颜色、材料或表面处理。将Q130R或QT50R与发光二极管指示灯相连接,卡车操作员即可迅速了解何时检查盲区,并使设备减速或停车,减少成本高昂的潜在碰撞可能。
术语表
波束模式: 发射的雷达信号的集中方式。窄波模式集中于较小区域,能更精确地检测物体。宽波模式可以到达更大的区域,更好地检测不规则的表面和倾斜的目标。
盲区:发射器附近的一个区域,雷达无法检测或测量其中的目标。
介电常数: 用来衡量物体产生电场和储存能量的能力。金属和水等高介电材料的导电性更强,比塑料、木材、布和其他有机物等吸波材料能更好地反射雷达信号。
调频连续波(FMCW)雷达:从发射器和接收器发送连续信号,并比较发射和接收频率。FMCW 能可靠测量目标与雷达系统的距离。
ISM 波段:24 GHz、60 GHz 和 122 GHz 是无线电频谱中预留的频率,供工业、科学和医疗用途使用。工业雷达传感器的工作频率属于这些指定的 ISM 波段。
脉冲相干雷达 (PCR): 向目标发送一系列脉冲而不是连续波。PCR 发送脉冲,关闭发射器,接收来自目标的回波,然后再打开发射器,发送新的脉冲,如此循环下去。
雷达截面 (RCS):衡量目标将电磁信号反射回接收器的能力。物体的 RCS 越大,就越容易检测出来。虽然目标大小是一个因素,但材料、形状、方向、行进方向以及雷达波从目标上反射的角度也影响 RCS。
雷达传感器能提高可靠性和运行效率
雷达传感器本身是一种可靠耐用的方法,用于物体和车辆检测、防撞、位置反馈等。无论是在室内还是户外,即便是环境中存在的非同寻常的挑战导致其他传感器技术难以胜任的情况下,它们也能短距离或长距离完成所有这些工作。但是,当整合到一个具备检测、实时指示和即时反馈功能的自动化系统中时,雷达就成为异常强大、必不可少、可靠高效的操作组件。
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