Cảm biến Radar là gì?

Với sự tiến bộ của công nghiệp tự động hóa như hiện nay, cảm biến là một thiết bị khá phổ biến. Ở bài viết này, tôi sẽ giới thiếu với các bạn về một loại cảm biến radar. Vậy hãy cùng tôi tìm hiểu xem cảm biến Radar là gì? Nguyên lý và ứng dụng ra sao nhé!

Tìm hiểu về cảm biến đo mức Radar

Cảm biến Radar là một phương pháp sử dụng radar tần số điều chế sóng liên tục. Nhằm phát hiện đáng tin cậy các mục tiêu di chuyển hoặc đứng yên, bao gồm cả ô tô, tàu hỏa, xe tải và hàng hóa trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Các cảm biến dựa trên radar cũng rất lý tưởng để tránh va chạm trên các thiết bị di động. Ví dụ như máy nâng tầm, xe nâng, và phương tiện khai thác hoặc máy móc cảng như tàu sân bay, xử lý và chủ hàng.

Vì sao nên chọn cảm biến Radar thay vì cảm biến siêu âm?

• Đo lường chính xác trong môi trường khắc nghiệt nhất. Có thể là axit, hóa chất, nước thải hoặc các chất rắn : bột mì, gạo,…
• Cảm biến radar  có tín hiệu đo ổn định, ngay cả với các điều kiện môi trường bất lợi và làm bẩn nắp cảm biến.
• Phạm vi đo của cảm biến Radar từ 40m-100m cao hơn so với cảm biến siêu âm chỉ từ 5m-25m.
• Thời gian đáp ứng nhanh hơn so với cảm biến siêu âm.
• Cảm biến radar có khả năng thích ứng với sự thay đổi của khí quyển như: áp suất, nhiệt độ, hơi nước, vv…
• Có thể đo khoảng cách và tốc độ tương đối của một vật thể .

Cảm biến Radar có mấy loại?

Đối với phương pháp đo mức liên tục bằng Radarlà một tròng nhất phương pháp đo hiệu quả nhất với độ chính xác cao. Cảm biến Radar có 2 loại: cảm biến đo mức Radar không tiếp xúc và tiếp xúc. Chúng ta cùng tìm hiểu về từng loại nào.

• Cảm biến đo mức Radar không tiếp xúc

Ưu điểm

• Radar không tiếp xúc cho phép đo trực tiếp từ trên xuống khi nó đo khoảng cách đến bề mặt. Nó có thể đo được chất lỏng, bùn và một số chất rắn mà không cần tiếp xúc.
• Độ chính xác của các phép do Radar không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi trong áp suất, nhiệt độ, độ nhớt, bọt và bụi.
• Có thể bảo trì dễ dàng, có thể cách ly khỏi quá trình (process) bằng màng bảo vệ PTFE seal hoặc van.
• Dùng được trong môi trường bẩn hay các ứng dụng ăn mòn và độc hại, hydrocacbon.
• Có nhiều đơn vị đo khác nhau: m,mm, cm, inch, %, Ft, mA).
• Cho biết sóng tín hiệu bên trong silo.
• Có thể lắp đặt ở không gian hẹp, trong khi cảm biến Radar tiếp xúc thì không được.
• Độ bền cao hơn so với cảm biến Radar dạng tiếp xúc.

Nhược điểm

• Cần phải lắp đặt tốt, cần có khoảng không gian phía trước cảm biến không bị cản trở, không bị hạn chế bởi ông lắp đặt.
• Các vật cản trong bồn như: đường ống, máy khuấy và thanh tăng cường có thể gây ra tín hiệu phản hồi sai.
• Phép đo của cảm biến radar có thể bị ảnh hưởng bởi bọt. Radar sẽ có xu hướng không phản xạ với môi trường giao động mạnh hoặc có bọt nhẹ và thoáng. Bởi vì nó hiểu rằng bọt chính là mức chất lỏng.
• Sóng Radar không tiếp xúc bị ảnh hưởng bởi bề mặt chất lỏng, nếu chất lỏng dao động thì sóng tín hiệu đưa về không chính xác do bề mặt sóng âm bị phân tán.

• Cảm biến đo mức Radar tiếp xúc

Ưu điểm

• Có phép đo với độ chính xác gần như tuyệt đối.
• Thời gian đáp ứng nhanh.
• Không phụ thuộc vào môi chất cần đo.
• Có thể sử dụng được ở tất cả các môi trường.
• Có độ chính xác cao hơn so với loại Radar không tiếp xúc.

Nhược điểm

• Phải lắp đặt ngay trên bồn chứa hoặc dọc theo thành tank chứa để đo được chính xác nhất. Trong trường hợp không cho lắp trực tiếp thì phải lắp từ trên xuống và không cho tiếp xúc với chất lỏng.
• Do đo dạng tiếp xúc nên không dùng được trong môi trường ăn mòn.
• Kích thước lớn nên thường gặp khó khăn trong lắp đặt và vận chuyển hơn so với radar không tiếp xúc.
• Không thay đổi được dãy đo.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến Radar như thế nào?

• Cảm biến sẽ phát ra sóng radar bằng ăng-ten trên cảm biến Radar. Sóng radar truyền đến bề mặt chất cần đo. Cảm biến sẽ đo thời gian trễ giữa tín hiệu đi vad tín hiệu thu v. Sau đó, bộ vi xử lý tín hiệu sẽ tính toán khoản cách đên bề mặt chất lỏng là bao nhiêu mét. 
• Sự khác biệt về tần số giữa tín hiệu thu về và tín hiệu truyền đi tỷ lệ thuận với khoảng cách đến chất lỏng với độ chính xác cao.

 

• Đối với cảm biến Radar dạng không tiếp xúc thì tần số radar có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của nó. Tần số thấp hơn làm giảm độ nhạy cảm với hơi, bọt và nhiễm bẩn ăng-ten. Trong khi tần số cao hơn giữ cho chùm tia radar hẹp để giảm thiểu ảnh hưởng từ vòi phun, tường và các vật thể gây nhiễu. Độ rộng chùm tỷ lệ nghịch với kích thước ăng ten. Độ rộng chùm của một tần số nhất định sẽ giảm khi kích thước ăng ten tăng.

 

Cảm biến Radar có nhược điểm hay không?

Tất cả các cảm biến đều có ưu và nhược điểm riêng của từng loại. Chỉ là loại này hơn loại kia ở một vài điểm mà thôi. Tùy theo nhu cầu sử dụng của người dùng mà họ lựa chọn loại cảm biến phù hợp nhất.

• Còn khá ít người biết đến cảm biến Radar.
• Có điểm chết không thể đo được là điểm cận trên và cận dưới.
• Gía thành khá cao so với cảm biến siêu âm.