Sensores de microondas. Esquema, descrição

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Sensores. Sensores de microondas. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Os botões do relé estão sendo substituídos por microprocessador sistemas de controle automático de processo (APCS) do mais alto desempenho e confiabilidade. Os sensores são equipados com interfaces de comunicação digital, mas isso nem sempre leva a um aumento na confiabilidade geral do sistema e na confiabilidade de sua operação. A razão é que os próprios princípios de operação dos tipos mais conhecidos de sensores impõem severas restrições nas condições em que podem ser usados.

Por exemplo, sem contato (capacitivo e indutivo), bem como dispositivos de controle de velocidade do tacogerador (UKS) são amplamente utilizados para monitorar a velocidade de mecanismos industriais. O tacogerador UKS tem uma conexão mecânica com um objeto em movimento, e a zona de sensibilidade dos dispositivos sem contato não excede alguns centímetros.

Tudo isso não só cria transtornos durante a instalação de sensores, mas também complica significativamente o uso desses dispositivos devido à poeira que adere às superfícies de trabalho, causando falsos alarmes. Os tipos de sensores listados não são capazes de controlar diretamente um objeto (por exemplo, uma correia transportadora) - eles são sintonizados com o movimento de rolos, impulsores, tambores de tensão, etc. Os sinais de saída de alguns dispositivos são tão fracos que são abaixo do nível de interferência industrial da operação de máquinas elétricas potentes.

Dificuldades semelhantes surgem ao usar detectores de nível tradicionais - sensores para a presença de um produto a granel. Tais dispositivos são necessários para o desligamento oportuno do fornecimento de matérias-primas aos tanques de produção. Os falsos alarmes são causados não apenas por aderência e poeira, mas também pelo contato com o fluxo do produto quando ele entra na tremonha. Em salas sem aquecimento, o funcionamento dos sensores é afetado pela temperatura ambiente. Alarmes falsos causam paradas e partidas frequentes de equipamentos de processo carregados - a principal causa de seus acidentes, levando a bloqueios, quebra de transportadores, riscos de incêndio e explosão.

A solução desses problemas tornou-se possível devido ao desenvolvimento de tipos de dispositivos fundamentalmente novos - sensores de radar para controle de velocidade, sensores de movimento e remanso, cuja operação é baseada na interação de um objeto controlado com um sinal de rádio com frequência de cerca de 1010 Hz.

Usar métodos de controle de micro-ondas monitorar o estado do equipamento tecnológico permite eliminar completamente as deficiências dos tipos tradicionais de sensores.

As principais características desses dispositivos são:

falta de contato mecânico e elétrico com o objeto (ambiente), a distância do sensor ao objeto pode ser de vários metros;
controle direto do objeto (correia transportadora, corrente), e não seus acionamentos, tambores de tensão, etc.;
Baixo consumo de energia;
insensibilidade à aderência do produto devido a grandes distâncias de trabalho;
alta imunidade a ruídos e diretividade de ação;
ajuste único para toda a vida útil;
alta confiabilidade, segurança, ausência de radiação ionizante.

O princípio de operação do sensor é baseado em uma mudança na frequência do sinal de rádio refletido de um objeto em movimento. Este fenômeno (efeito Doppler) é amplamente utilizado em sistemas de radar para medição remota de velocidade. Um objeto em movimento faz com que um sinal elétrico apareça na saída do módulo transceptor de micro-ondas.

Como o nível do sinal depende das propriedades do objeto refletor, os sensores de movimento podem ser usados para sinalizar um circuito aberto (correia), a presença de quaisquer objetos ou materiais na correia transportadora. A fita tem uma superfície lisa e baixa refletividade.

Quando o produto começa a passar pelo sensor instalado acima do ramal de trabalho da esteira, aumentando o coeficiente de reflexão, o aparelho sinaliza o movimento, ou seja, de fato, que a correia não está vazia. Pela duração do pulso de saída, é possível julgar o tamanho dos objetos sendo movidos a uma distância considerável, fazer a seleção, etc.

Se for necessário encher algum contêiner (do bunker ao poço), você pode determinar com precisão o momento em que o enchimento é concluído - o sensor abaixado a uma certa profundidade mostrará o movimento do enchimento até que seja preenchido.

Exemplos específicos do uso de sensores de movimento de microondas em vários setores são determinados por suas especificidades, mas em geral eles são capazes de resolver uma ampla variedade de problemas de operação sem problemas de equipamentos e aumentar o conteúdo de informações de sistemas de controle automatizados.

Autor: Koryakin-Chernyak S.L.

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