Vega 80 GHz Radar Seviye Sensörleri

13 Eylül 2021 Dergi: Temmuz-Ağustos 2021

80 GHz radar sensörlerinin en ikna edici özelliği, sinyale odaklanma kabiliyetinin son derece yüksek olmasıdır.

Kirlerden ve sıcaklık dalgalanmalarından etkilenmeden her türlü hava koşulunda daima güvenilir ölçüm değerleri alınır. Ultrasonik ve radar sensörlerin ilk bakışta birçok ortak özelliği varmış gibi durur. Ancak detaya inildiğinde ve fiziksel etki faktörleri dikkatle incelendiğinde, tek ortak özelliğin temassız ölçüm yapma kapasitesi olduğu görülür

Sensör yapılarındaki farklılık, sinyal işleme fonksiyonlu elektronik biriminin yanı sıra ölçüm sinyalinin oluşturulmasıdır. Ultrasonik sensörlerde, ses dalgalarının oluşturulması piezoelektriksel bir ses çeviricisi üzerinden sağlanır. Yüksek gerilim darbeleri mekanik titreşimler üretir, bu titreşimler ses sinyali olarak gönderilir ve aynı ses çeviricisi üzerinden algılanır. Ses sinyalinin yayılma süresi ise sisteme mesafenin uzunluğu hakkında bilgi verir.

radar-sensorler-1Radar sensörlerde ise, ölçümün bu bölümü çok daha karmaşıktır ancak o oranda da verimlidir. Verici sistem yüksek frekanslı bir sinyal üretir, sinyal anten üzerinden gönderilir ve malzeme tarafından yankılandırılır. Geri dönen sinyal yeniden algılanır. Aşırı kısalıktaki sinyal süreleri karmaşık bir sinyal değerlendirme sistemince hesaplanır, bu şekilde mesafenin uzunluğu hesaplanır. Günümüzün yeni teknolojik gelişmeleri sayesinde artık yüksek frekans bileşenleri mevcuttur, bunlarla en karmaşık radar teknolojileri bile tek bir çip bileşenine dönüştürülebilir.

Yapışmalar ve kondensat radar için sorun oluşturmaz 

radar-sensorler-2Uygulamaların çoğunda sensörde zamanla yapışmalar ve birikintiler oluşur. Bunlar, hafif kirlenmeden ve kondensat oluşumundan –örneğin atık su arıtma sisteminin pompalama istasyonu su altında kaldığında oluşan birikintiler gibi– yoğun yapışmalara kadar çeşitli şekillerde ortaya çıkabilir. Bu birikintilerin yoğunluğu hemen hemen tüm ölçüm ilkelerinin sınırlarını zorlar. Ama burada önemli olan uygulamalara bakmaktır.Ultrasonik sensörün düz membranında yapışma ve birikinti oluşumu, ses çeviricinin hassas ayarlı titreşim sisteminde değişiklikler oluşturur. Gönderilen sinyalin gücü önemli derecede azalır ve gerekli blokaj mesafesi büyür. Bu nedenle ölçüm güvenliği epeyce düşer, hâttâ ölçüm yapılamayabilir. Ultrasonik ölçüm teknolojisinin sıkça övülen ve ön plana çıkarılan kendi kendini temizleme özelliği pratikte maalesef gerektiği gibi çalışmamaktadır. Hareket kabiliyeti yalnızca birkaç mikrometre olan membran, yapışmaları temizleyemez. 

Kondensat ve yapışma oluşumu, radar sensörlerde de sinyalin sönümlenmesine neden olur. Kondensat, lens biçiminde tasarlanmış antenden çok daha iyi bir şekilde damlayabilmektedir. Ayrıca modern radar sensörlerin dinamik aralığı oldukça geniştir, sinyal sönümlenmesinin kuvvetli olduğu durumlarda da güvenilir seviye ölçümleri yapılmasını mümkün kılar.

Pratikte bunun anlamı, radar sensörlerinin çok daha az bakım gerektirmesi ve kirlenme veya birikinti halinde de ultrasonik sensörlerde olduğundan çok daha güvenilir bir şekilde çalışmasıdır.

Etki eden faktörler

Radar

Ultrasonik

Asgari mesafe/blokaj mesafesi

0 mm

50 – 500 mm

Sinyal odaklanma kabiliyeti

Yapışma/kondensat oluşumu

Sıcaklık/çevre koşulları

Gaz bileşimi

Türbülanslı yüzey