Inbetriebnahme
Inbetriebnahme#
Gefahr
Unkontrollierte Systembewegungen
Bei der Inbetriebnahme und wenn der Radarsensor Teil eines Regelsystems ist, dessen Parameter noch nicht eingestellt sind, kann das System unkontrollierte Bewegungen ausführen. Dadurch können Personen gefährdet und Sachschäden verursacht werden.
- Personen müssen sich von den Gefahrenbereichen der Anlage fernhalten.
- Inbetriebnahme nur durch geschultes Fachpersonal.
- Sicherheitshinweise des Anlagen- oder Systemherstellers beachten.
- Anschlüsse auf festen Sitz und richtige Polung prüfen. Beschädigte Anschlüsse tauschen.
- System einschalten
Elektrischer Anschluss#
Die Versorgungsspannung beträgt 15…30 VDC.
Weitere Details in der IO-Link Konfigurationsanleitung (Link).
Hinweise zum Betrieb#
Vorsicht
Hochfrequente elektromagnetische Wellen
Die Antenne des Radarsensors sendet hochfrequente elektromagnetische Wellen aus.
Um Gesundheitsgefährdungen auszuschließen, müssen zusätzliche Maßnahmen getroffen werden.
- Die Montageposition der Antenne so festlegen, dass ein Sicherheitsabstand von mindestens 20 cm zwischen der Antenne und Arbeitsplätzen von Personen gewährleistet wird.
- Darauf achten, dass sich Personen nicht über einen längeren Zeitraum im Nahbereich der Antenne aufhalten.
Info
Wird Pin 2 als Schaltausgang verwendet, ist die maximale Strombegrenzung zu beachten (siehe Technische Daten).
Messbereiche des Sensors#
Blindzone:
- In der Blindzone findet keine Objekterfassung statt. Dieser Bereich sollte für zuverlässige Messungen frei bleiben.
- Objekte im Blindzone können zu Fehlreflexionen und fehlerhaften Distanzwerten führen.
- Dünne Materialien mit geringer Absorption, wie Kunststoff oder Glas können im Blindzone platziert und durchdrungen werden, z.B. zum Schutz des Sensors gegen mechanische Einflüsse. Dies muss individuell getestet werden.
- Im Radar-Reflexschrankenmodus ist es, abhängig von den Objekteigenschaften, möglich, Objekte innerhalb der Blindzone zu detektieren.
Erfassungsbereich:
- Objekte werden erkannt, wenn ihr Querschnitt für Radarreflektionen ausreichend ist und die Ausrichtung geeignet ist.
- Die maximale Reichweite wird unter den im Datenblatt angegebenen Bedingungen erreicht.
- Messungen außerhalb des Erfassungsbereichs wurden nicht getestet. Die Nutzung außerhalb des Erfassungsbereichs erfolgt auf eigene Verantwortung.
Für die Kalibrierung des Radarsensors werden folgende standardisierte Zielobjekte genutzt:
| Zielobjekt | Breite/Durchmesser [m] | Tiefe [m] | Radarquerschnitt [m²] | Reflektionsstärke [dB] |
|---|---|---|---|---|
| Radar-Winkelreflektor groß (Metall) | 0,212 | 0,150 | 84,82 | 19,29 |
| Radar-Winkelreflektor mittel (Metall) | 0,071 | 0,050 | 1,05 | 0,20 |
| Radar-Winkelreflektor klein (Metall) | 0,047 | 0,033 | 0,20 | -7,02 |
| Metallkugel | 0,120 | - | 0,01 | -19,47 |
Reflektionsfähigkeit und typische Radarquerschnitte#
Mikrowellen verhalten sich aufgrund ihrer kleinen Wellenlänge ähnlich wie Licht und zeigen Effekte wie Beugung, Totalreflexion, Spiegelung und Interferenz. Diese Effekte sind entscheidend für das Verständnis der Eigenschaften von Radarsensoren. Eine ausgesendete Welle wird an einem Objekt diffus gestreut, wobei ein Teil der Welle zurück zum Sensor reflektiert wird. Die Stärke dieser Reflexion hängt von der Beschaffenheit und dem Material des Objekts ab.
Der Radarquerschnitt gibt an, wie groß die Reflexion der Radarsignale durch ein Objekt zurück in Richtung der Quelle ist. Er hängt von Größe, Form und Material des Objekts ab. Größere Objekte mit glatter Oberfläche werden leichter erkannt, da sie einen höheren Radarquerschnitt aufweisen.
Ein menschliches Zielobjekt hat im Vergleich zu einem Metallobjekt einen geringeren Radarquerschnitt und ist daher ein schlechteres Radarziel.
Abhängigkeit von Materialien
Radarwellen breiten sich im Vakuum ungehindert aus. Wenn sie auf ein Objekt treffen, verändert sich das Signal je nach Beschaffenheit des Objekts. Je nach Material werden die Radarwellen vollständig oder teilweise absorbiert oder reflektiert. Zudem können sie verschiedene Substanzen durchdringen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass absorbierende Materialien weniger geeignete Radarziele sind. Obwohl sie durch den "Materiesprung" eine Reflexion erzeugen, wird der Großteil der Radarwellenenergie absorbiert.
Die Dielektrizitätskennzahl spielt eine wichtige Rolle bei Radarsensoren, da sie die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen im Material beeinflusst. Die Dielektrizitätskennzahl ist das Verhältnis der elektrischen Feldstärke im Vakuum zur Feldstärke im Material.
Hier sind einige relevante Punkte:
Materialwahl
Materialien mit einer hohen Dielektrizitätskennzahl können die Effizienz von Radarsensoren verbessern, indem sie die Wellenführung und die Signalstärke optimieren.
Signalverarbeitung
Die Dielektrizitätskennzahl beeinflusst die Reflexion und Absorption von Radarwellen, was für die Genauigkeit und Reichweite der Sensoren entscheidend ist.
Dielektrika (nicht leitende Materialien)
- Mit \(\varepsilon_r > 1\) , z. B. Kunststoffe, Glas, Papier, Keramiken
- Reflexionsvermögen hängt von \(\varepsilon_r\) ab
- Teilweise Transmission, teilweise Absorption
- Mit \(\varepsilon_r >> 1\) , z. B. Kunststoffe, Glas, Papier, Keramiken
- Materialien mit hoher Absorption (z. B. Wasser) können die Radarwellen vollständig absorbieren
- Mit \(\varepsilon_r \approx 1\) , z. B. Luft, Vakuum
- Keine Abschwächung, völlig transparent für Radarwellen
Tabelle mit den Eigenschaften verschiedener Materialien in Bezug auf Absorption, Reflexion und Durchdringung von Radarwellen:
| Material | Absorption | Reflexion | Durchdringung |
|---|---|---|---|
| Metall | Keine | Totalreflexion bei geradem Auftreffen; Brechung und Teilreflexion möglich bei schrägem Einfall | Keine |
| Holz | Mittel bis stark (abhängig von der Feuchtigkeit) | Gering | Gering |
| Wasser | Sehr stark | Teil- oder Totalreflexion möglich (abhängig vom Einfallswinkel) | Keine, aufgrund der Absorption |
| Schäume | Gering | Gering | Sehr gering |
| Kunststoffe | Gering bis hoch (abhängig von Dicke und Art des Kunststoffes) | Gering bis hoch (abhängig von Dicke und Art des Kunststoffes) | Gering bis hoch (abhängig von Dicke und Art des Kunststoffes) |
| Glas | Gering bis hoch (abhängig von Dicke des Glases) | Gering bis hoch (abhängig von Dicke des Glases) | Gering bis hoch (abhängig von Dicke des Glases) |
| Kleidung | Mittel bis stark (abhängig von der Feuchtigkeit) | Gering | Gering |
| Regen | Gering | Gering | Sehr gut |
| Menschen | Mittel | Mittel | Gering |
| Eis | Sehr hoch | Teil- oder Totalreflexion möglich (abhängig vom Einfallswinkel) | Keine, aufgrund der Absorption |
Erfassungsbereich des Radarsensors#
Reinigung#
Der Radarsensor kann mit einem Hochdruckreiniger gereinigt werden. Während der Reinigung kann es vorkommen, dass der Radarsensor ein Ziel nicht zuverlässig erkennt.
Die Frontkappe des Radarsensors kann bei Bedarf mit einem weichen Tuch gereinigt werden.
Wartung#
Das Produkt ist wartungsfrei.