Betrouwbare afstandsmeting met radar sensor

De radar sensor meet afstanden, bewegingen en snelheid. Door de weerkaatsing van een hoogfrequent signaal op een object, berekent de sensor de afstand tot het object. Het zendsignaal wordt weerkaatst door onder andere gebouwen en vloeistoffen. Dit maakt deze afstandssensor geschikt voor toepassingen zoals vloeistof niveaumetingen, afstandsmetingen in het verkeer en het opsporen van objecten.

Tegenover afstandssensoren zoals ultrasoon en laser, kan radar door materialen zoals kunststof heen meten. Hierdoor is de radar sensor onzichtbaar te integreren in jouw applicatie. Bovendien is deze robuuste technologie ongevoelig voor wind en vocht.

Hoe werken radar sensoren?

Radar werkt op basis van time of flight: de sensor meet hoelang een signaal onderweg is geweest. Rob Pieters, Account Manager bij Sentech legt uit: “De geïntegreerde antenne van de radar sensor verstuurt een hoogfrequent signaal (62 GHz), oftewel het zendsignaal. In dit signaal zit ook een lagere frequentie gemoduleerd (10 MHz). Als het signaal wordt gereflecteerd door een object, ontvangt de sensor het signaal weer terug. De sensor meet de faseverschuiving tussen de twee frequenties. Het tijdverschil tussen zenden en ontvangen bepaalt de afstand tussen het object en de sensor.”

Frequenties zorgen voor mogelijkheden

Iedere frequentie heeft unieke eigenschappen. Afhankelijk van de frequentiehoogte, heb je een ander type reflectie óf juist niet. Pieters licht toe: “Zo kan je met een 5 GHz radar heel goed regenwolken detecteren op hele grote afstanden. Die frequentie reflecteert namelijk heel goed op vochtkristallen. Als je bijvoorbeeld een radar van 60 GHz gebruikt, zal die regenwolken niet herkennen en er dwars doorheen gaan. Maar een vliegtuig of ander object reflecteert het signaal weer wel.”

In tegenstelling tot radiosignalen van radiostations, worden radiosignalen van een radar sensor wel gereflecteerd door gebouwen en vloeistoffen. “Dit komt doordat de frequentie van radar hoger is. Hoe hoger de frequentie wordt, hoe minder ondoordringbaar bijvoorbeeld een muur wordt”, verduidelijkt de Account Manager.

Hét alternatief voor ultrasoon en laser

Naast radar, kan je ook met ultrasoon en laser afstanden meten. Iedere technologie heeft zijn eigen voor- en nadelen. Zo kunnen geluidsignalen van ultrasoon niet door materialen zoals kunststof en gewassen meten. Ook lichtsignalen van laser worden door deze materialen verhinderd. Daarnaast is geluid gevoelig voor verplaatsing door wind.

“In tegenstelling tot geluids- en lichtsignalen, kunnen radiosignalen van radar wel door de meeste materialen heen meten. Alleen metalen objecten zorgen ervoor dat het signaal wordt gedempt. Dankzij deze eigenschappen is radar geschikt voor landbouwbouwmachines, bij het meten van de afstand tot de grond, zonder dat gewassen de meetresultaten beïnvloeden”, aldus Pieters.

Toepassingen

Je vindt radar in zowel binnen- als buitentoepassingen. De radar sensor wordt ingezet bij afstandsmeting, zowel in de vertes als in hoogtes. Omdat iedere frequentie andere eigenschappen heeft, past radar in uiteenlopende toepassingen.

Vloeistof niveau meter

Bij de juiste frequentie, kan radar het vloeistofniveau in een tank meten. Het zendsignaal bereikt door de lucht het vloeistofoppervlak, wat het signaal weerkaatst. De sensor zorgt voor een betrouwbare meting, ook onder zware omstandigheden zoals damp en hoge temperaturen.

Afstandsmeting in het verkeer

Radar wordt ook gebruikt bij afstandsmetingen in het verkeer, zoals adaptive cruisecontrol in auto’s. Doordat de technologie vrijwel bij alle frequenties wordt weerkaatst door metaal, zorgt radar voor een veilige verkeerssituatie.

Afstandsmeting bij landbouwmachines

Ook in de agro sector zien we radar terug. Zoals in de sproeibomen van Agrifac. Hier meten radar sensoren twee afstanden: de afstand tussen de sproeiboom en de bodem en de afstand tussen de sproeiboom en het gewas. Ook meet de sensor de plantdichtheid.

5 voordelen van de radar sensor

De eigenschappen van radar bepalen of deze sensor een uitkomst is voor jouw applicatie. Dit zijn 5 redenen om te kiezen voor radar.

1. Onzichtbaar te integreren
   Omdat radiosignalen door kunststof heen gaan, is de sensor gemakkelijk weg te werken achter een kunststof plaat. Zo doet deze technologie geen afbreuk van het ontwerp van jouw applicatie.

2. Robuust
   Doordat radar zo goed is weg te werken achter materialen, is de sensor niet zichtbaar. Dit maakt hem robuust en voorkomt vandalisme. Bovendien beschermt deze integratie de sensor tegen omgevingsfactoren zoals vocht en vuil.

3. Geschikt voor zware omstandigheden
   Ten opzichte van ultrasoon en laser is de radar sensor minder gevoelig voor regen, sneeuw, hitte, stof, stoom en vuil. Bovendien zijn de metingen bij harde wind betrouwbaar, omdat het zendsignaal niet verwaait.

4. Veel materialen zijn meetbaar
   Ieder frequentieniveau heeft een andere reflectie en doordringbaarheid op materialen. Als je een materiaal juist wel óf niet wil meten, kan je de frequentie hierop afstellen.

5. Veilige technologie
   De door Sentech toegepaste radar werkt op basis van een one chip radar. Dit is een radar gebouwd op een Integrated Circuit (IC), oftewel een chip. Door deze kleine chip, kan je met minimaal vermogen uitzenden. Dit maakt deze technologie erg veilig voor mensen en dieren.

Uitdagingen bij radar integratie

Het meetbereik van radar is 180 graden. Als het meetbereik voor jouw applicatie te groot is, kan dat onbetrouwbare metingen opleveren. Pieters noemt een veelvoorkomende oplossing: “Soms wil je recht voor de sensor meten en het zendsignaal bundelen. In deze gevallen plaats je een dome over de radar sensor. Door het looptijdverschil tussen de verschillende kunststoffen wordt het zendsignaal naar één punt gebracht als bij een richt antenne”

Nog meer meten met sensor fusion

Meerdere sensortechnologieën combineren in één toepassing. Dát is sensor fusion. Hierbij benut je de voordelen van beide sensorsoorten. Bovendien elimineren de technologieën elkaars nadelen.

Zo worden radar en lidar gecombineerd om voertuigen autonoom te laten rijden, zoals AGV’s. Het gebruik van twee sensortypen is nodig om de veiligheid van autonoom rijden te waarborgen.

Hoe integreer jij radar in jouw applicatie?

Als jouw applicatie vraagt om een afstandssensor, kan de radar sensor een optie zijn. Deze robuuste technologie is onzichtbaar weg te werken in jouw ontwerp. Bovendien zijn de meetresultaten ook betrouwbaar bij omstandigheden zoals wind, regen, stof en hoge temperaturen.

Of het nu gaat om vloeistof niveaumeting, afstandsmeting of het opsporen van objecten, grote kans dat radar past in jouw applicatie.

Ontdek direct de mogelijkheden van radar.