Sensores de microondas. Esquema, descripción

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sensores Sensores de microondas. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.

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Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Manual del electricista

Los pulsadores de relé están siendo reemplazados por microprocesador sistemas de control automático de procesos (APCS) del más alto rendimiento y confiabilidad. Los sensores están equipados con interfaces de comunicación digital, pero esto no siempre conduce a un aumento en la confiabilidad general del sistema y la confiabilidad de su funcionamiento. La razón es que los mismos principios de funcionamiento de la mayoría de los tipos de sensores conocidos imponen severas restricciones sobre las condiciones en las que se pueden utilizar.

Por ejemplo, los dispositivos de control de velocidad sin contacto (capacitivos e inductivos), así como los tacogeneradores (UKS), se utilizan ampliamente para controlar la velocidad de los mecanismos industriales. El tacogenerador UKS tiene una conexión mecánica con un objeto en movimiento, y la zona de sensibilidad de los dispositivos sin contacto no supera unos pocos centímetros.

Todo esto no solo genera inconvenientes durante la instalación de sensores, sino que también complica significativamente el uso de estos dispositivos debido al polvo que se adhiere a las superficies de trabajo, provocando falsas alarmas. Los tipos de sensores enumerados no son capaces de controlar directamente un objeto (por ejemplo, una cinta transportadora); están sintonizados con el movimiento de rodillos, impulsores, tambores de tensión, etc. Las señales de salida de algunos dispositivos son tan débiles que son por debajo del nivel de interferencia industrial del funcionamiento de potentes máquinas eléctricas.

Surgen dificultades similares cuando se utilizan detectores de nivel tradicionales: sensores para la presencia de un producto a granel. Dichos dispositivos son necesarios para cerrar oportunamente el suministro de materias primas a los tanques de producción. Las falsas alarmas son causadas no solo por adherencia y polvo, sino también por tocar el flujo del producto cuando ingresa a la tolva. En habitaciones sin calefacción, el funcionamiento de los sensores se ve afectado por la temperatura ambiente. Las falsas alarmas provocan paradas y arranques frecuentes de los equipos de proceso cargados, la causa principal de sus accidentes, provocan bloqueos, roturas de transportadores, riesgos de incendio y explosión.

La solución de estos problemas se hizo posible debido al desarrollo de tipos de dispositivos fundamentalmente nuevos: sensores de radar para control de velocidad, sensores de movimiento y remanso, cuyo funcionamiento se basa en la interacción de un objeto controlado con una señal de radio con una frecuencia de alrededor de 1010 Hz.

el uso de métodos de control de microondas monitorear el estado del equipo tecnológico le permite deshacerse por completo de las deficiencias de los tipos tradicionales de sensores.

Las características más destacadas de estos dispositivos son:

falta de contacto mecánico y eléctrico con el objeto (entorno), la distancia del sensor al objeto puede ser de varios metros;
control directo del objeto (cinta transportadora, cadena), y no de sus accionamientos, tambores tensores, etc.;
bajo consumo de energía;
insensibilidad a la adherencia de un producto debido a grandes distancias de trabajo;
alta inmunidad al ruido y directividad de acción;
ajuste único para toda la vida útil;
alta fiabilidad, seguridad, ausencia de radiaciones ionizantes.

El principio de funcionamiento del sensor se basa en un cambio en la frecuencia de la señal de radio reflejada por un objeto en movimiento. Este fenómeno (efecto Doppler) es muy utilizado en los sistemas de radar para la medición remota de la velocidad. Un objeto en movimiento hace que aparezca una señal eléctrica en la salida del módulo transceptor de microondas.

Dado que el nivel de la señal depende de las propiedades del objeto reflectante, los sensores de movimiento se pueden usar para señalar un circuito abierto (cinta), la presencia de cualquier objeto o material en la cinta transportadora. La cinta tiene una superficie lisa y baja reflectividad.

Cuando el producto comienza a pasar por el sensor instalado sobre la rama de trabajo del transportador, aumentando el coeficiente de reflexión, el dispositivo señala el movimiento, es decir, que la cinta no está vacía. Por la duración del pulso de salida, es posible juzgar el tamaño de los objetos que se mueven a una distancia considerable, para hacer una selección, etc.

Si es necesario llenar cualquier contenedor (desde el búnker hasta el pozo), puede determinar con precisión el momento en que se completa el llenado: el sensor bajado a cierta profundidad mostrará el movimiento del llenador hasta que se llene.

Los ejemplos específicos del uso de sensores de movimiento de microondas en varias industrias están determinados por sus detalles, pero en general pueden resolver una amplia variedad de problemas de operación sin problemas de equipos y aumentar el contenido de información de los sistemas de control automatizado.

Autor: Koryakin-Chernyak S.L.

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