Industrielle Radarsensoren von Pepperl+Fuchs: zuverlässige Messungen trotz Störeinflüsse

Messbetriebsarten Erstes Objekt (1), Stärkste Reflexion (2) und Schnellstes Objekt (3).

Die neuen Radarsensoren von Pepperl+Fuchs bringen die dafür benötigte Technologie in einer äußerst kompakten Bauform unter. Dieses Gehäuse mit den Schutzarten IP68/69 hat sich bei anderen Sensoren des Herstellers, wie etwa dem Ultraschallsensor VariKont-L2, als besonders robust und praktisch bewährt. Nicht zuletzt erlaubt seine Bauform größte Flexibilität bei der Montage. Der dreh- und schwenkbare Sensorkopf kann in so gut wie jeder Einbausituation optimal auf den Zielbereich ausgerichtet werden.

Reflexionsfaktoren unterschiedlicher Materialien

Kompakt und Wetterfest

Für die Messung verwenden die Geräte die frequenzmodulierte Dauerstrichmethode (Frequency Modulated Continuous Wave, FMCW). Damit können sie sowohl die Distanz als auch die Bewegungsrichtung und die Geschwindigkeit von Objekten in ihrem Erfassungsbereich präzise bestimmen. Das Frequenzband von 122-123 GHz weist einer hohen Robustheit gegenüber Störeinflüssen wie Regen, Nebel, Wind, Staub auf. Die Geräte zeichnen sich zudem durch hohe elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) aus, sie erreichen E1-vergleichbare EMV-Werte. Das bedeutet, dass eine zuverlässige Messung trotz hoher Störpegel bei leitungsgebundener und hochfrequenter Einstrahlung gewährleistet ist.

Robustes Varikont-Gehäuse für flexible Montage.

Kommunikation und Anschlussfähigkeit

Für den elektrischen Anschluss stehen wahlweise standardisierte M12-Anschlussstecker sowie speziell für den Einsatz in Fahrzeugen entwickelte Stecker wie Deutsch oder AMP Superseal zur Verfügung. Messwerte und Parametrierbefehle werden durch eine integrierte CANopen-Schnittstelle übermittelt. Über den CAN-Bus oder das FDT-Rahmenprogramm PACTware und einen Device Type Manager (DTM) kann man auf zahlreiche Parameter sowie erweiterte Funktionen zugreifen und den Sensor flexibel an die jeweilige Anwendung anpassen. Die CANopen-Schnittstelle ermöglicht zudem eine differenzierte Zustandsüberwachung und Diagnose. Im Zusammenspiel mit einer fehlersicheren SPS können die Radarsensoren daher auch in sicherheitsrelevanten Anwendungen eingesetzt werden. Ein einzelnes Gerät genügt, um den Sicherheitslevel PL c Kat. 2 zu erreichen.

Variabel im Betrieb

Radarsignale werden von verschiedenen Materialien in unterschiedlichem Ausmaß reflektiert, am besten von Metall. Für eine standardisiert hohe Signalqualität können Winkelreflektoren aus Metall sorgen, die an geeignete Stellen im Erfassungsbereich der Sensoren angebracht sind. Zugleich können nichtmetallene Objekte durch entsprechende Parametrierung und die Auswahl der Messbetriebsart ausgeblendet werden.

Um die Funktionsweise der Radarsensoren an die Anwendung anzupassen, stehen drei verschieden Messbetriebsarten zur Verfügung:

• Im Modus „Erstes Objekt“ wird materialunabhängig das Objekt erkannt, das sich am nächsten zum Sensor befindet. Objekte im Ausfahrbereich oder Aktionsradius von Fahrzeug und Ausleger werden verlässlich detektiert.
• Im Modus „Stärkste Reflexion“ erfasst der Sensor das Objekt mit den besten Reflexionseigenschaften. Ein Füllstand kann hier bspw. durch die Kunststoff-Außenwand eines Tanks gemessen werden.

• Im Modus „Schnellstes Objekt“ wird das Objekt detektiert, das sich am schnellsten auf den Sensor zu- oder von ihm wegbewegt. Diese Messbetriebsart ist unter anderem für die Wegüberwachung bei fahrerlosen Transportsystemen geeignet.

Die große Reichweite der Sensoren erlaubt es, verschiedene Bereiche rund um das Fahrzeug abzusichern. Der Einsatz mehrerer Geräte in unmittelbarer Nähe zueinander ist problemlos möglich, da sie sich nicht gegenseitig beeinflussen. Die Abtastrate von bis zu 200 Hz erlaubt es im Betrieb kurze Reaktionszeiten zu realisieren.