Những ứng dụng quan trọng để phát hiện mục tiêu đứng yên hoặc di chuyển trong các môi trường chất rắn, lỏng, khí khác nhau để đo tốc độ phương tiện, phát hiện vật cản, cảm biến đo mức,…là công dụng tiêu biểu của cảm biến radar, cùng tìm hiểu về loại cảm biến thú vị này trong bài viết dưới đây.

Cảm biến Radar là gì?

Cảm biến radar là gì
Cảm biến radar là gì
  • Cảm biến Radar là một thiết bị cảm biến dùng phương pháp sử dụng radar tần số điều chế sóng liên tục. 
  • Thiết bị cảm biến radar có khả năng phát hiện các mục tiêu đang ở trạng thái đứng yên hoặc di chuyển, bao gồm cả những phương tiện như ô tô, tàu hỏa, xe tải, hàng hóa,…rất chuẩn xác ngay cả trong những điều kiện thời tiết khắc nghiệt. 
  • Các cảm biến được nghiên cứu chế tạo dựa trên radar cũng rất lý tưởng để tránh va chạm trên các thiết bị di động. Ứng dụng tiêu biểu này được dùng trong máy nâng tầm, xe nâng, các phương tiện khai thác hoặc máy móc cảng như tàu sân bay, xử lý và chủ hàng.
  • Cảm biến đo mức dùng Radar cũng là ứng dụng khá thông dụng. Chúng được sử dụng để xác định mức đo lường của các vật rắn hư xi măng, than, cát và đá… 

Xem thêm:

3 loại cảm biến Radar phổ biến nhất

Trên thị trường hiện nay, cảm biến radar phổ biến nhất dùng để đo tốc độ phương tiện, xác định vật cản và đo mức radar… Dưới đây là 3 loại cảm biến thông dụng nhất hiện nay:

Cảm biến Radar đo tốc độ phương tiện

Cảm biến sóng radar oto
Cảm biến sóng radar oto
  • Thiết bị cảm biến radar đo tốc độ còn được biết đến với tên gọi khác là súng bắn tốc độ.
  • Ưu điểm nổi bật của thiết bị này là khả năng phản hồi nhanh, không bị ảnh hưởng bởi tác nhân bên ngoài như khói, bụi.. 
  • Mạch xử lý của thiết bị có khả năng tính toán khoảng cách và tốc độ của phương tiện đang lưu thông.

Cảm biến phát hiện vật cản

  • Thiết bị cảm biến phát hiện vật cản có nhiều điểm tương đồng với cảm biến tiệm cận.
  • Ứng dụng trên dây chuyền tự động hóa hoặc băng tải.

Cảm biến đo mức dùng sóng radar

  • Thiết bị cảm biến này sử dụng công nghệ cao, ưu việt hơn các sản phẩm cảm biến thông thường.
  • Có tốc độ sóng hơn cả siêu âm thanh do đó đem đến kết quả chính xác cao.

Cảm biến radar tiếp xúc và không tiếp xúc

Cảm biến đo mức Radar tiếp xúc Cảm biến đo mức Radar không tiếp xúc
Ưu điểm
  • Là loại cảm biến radar có phép đo với độ chính xác gần như tuyệt đối.
  • Thời gian đáp ứng nhanh.
  • Khi hoạt động 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.
  • Radar không tiếp xúc cho phép đo trực tiếp từ trên xuống khi nó đo khoảng cách đến bề mặt.
  • Có thể đo được chất lỏng, bùn và một số chất rắn mà không cần tiếp xúc.
  • 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 các ứng dụng ăn mòn và độc hại, hydrocacbon, môi trường nhiều chất bẩn.
  • Cho biết sóng tín hiệu bên trong silo.
  • Độ chính xác của các phép do Radar không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi trong nhiệt độ, áp suất, độ nhớt, bọt và bụi.
  • Có nhiều đơn vị đo khác nhau: m,mm, cm, inch, %, Ft, mA).
  • 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
  • Để đo được chính xác nhất cần phải lắp đặt ngay trên bồn chứa hoặc dọc theo thành tank chứa.
  • Trong trường hợp không cho lắp trực tiếp thì phải lắp từ trên xuống và không cho tiếp xúc với chất lỏng.
  • Loại cảm biến này đo dạng tiếp xúc nên không dùng được trong môi trường ăn mòn.
  • So với radar không tiếp xúc, loại radar này có kích thước lớn hơn nên thường gặp khó khăn trong lắp đặt và vận chuyển.
  • Không thay đổi được dãy đo.
  • Cần phải được lắp đặt ở vị trí tốt, có khoảng không gian phía trước cảm biến không bị cản trở, không bị hạn chế bởi ống lắp đặt.
  • Các vật cản trong bồn như: máy khuấy, đường ống 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.
  • 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.
  • Radar không phản xạ với môi trường giao động mạnh hoặc có bọt nhẹ và thoáng.

Nguyên lý vận hành cảm biến Radar

  • Cảm biến sẽ có khả năng phát ra sóng radar bằng ăng-ten được kết nối trên cảm biến Radar. Sóng radar truyền đến bề mặt chất cần đo. Cảm biến sẽ đo thời gian trễ giữa tín hiệu đi và tín hiệu thu. Sau đó, bộ vi xử lý tín hiệu sẽ tính toán khoảng cách đến 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 cho ra thông số 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. Khi tần số cao hơn giữ cho chùm tia radar hẹp để giảm thiểu ảnh hưởng từ tường, vòi phun 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

Ưu nhược điểm của thiết bị cảm biến Radar 

Ưu điểm 

  • Thiết bị cảm biến radar có tính ứng dụng cao, dòng này nổi bật khi có thể sử dụng với nhiều chất ở các trạng thái khác nhau từ rắn, lỏng đến khí. 
  • Độ chính xác của cảm biến radar không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố ngoại cảnh hay các tác nhân khác.
  • Việc bảo trì thiết bị là tối thiểu khi sản phẩm không có bộ phận chuyển động.
  • Sản phẩm sử dụng tốt cho các ứng dụng ăn mòn và bẩn.

Nhược điểm

  • Yêu cầu kỹ thuật lắp đặt của cảm biến radar cao, đặc biệt với loại radar không tiếp xúc.
  • Sự kết hợp của chất lỏng và số lượng nhiễu loạn ảnh hưởng đến đồng hồ đo. Trong khi đó, phép đo bị chi phối bởi hằng số điện môi và điều kiện bề mặt.

Ứng dụng của cảm biến Radar 

  • Ứng dụng chính của sản phẩm cảm biến radar dùng để đo đạc và phát hiện vật thể trong nhà máy. Thiết bị có ưu điểm vượt bậc nên có thể sử dụng cho hầu hết các đối tượng khác nhau từ chất lỏng, chất rắn, chất bột… 
  • Ứng dụng đặc biệt làm phụ kiện quy trình nhỏ cho tàu nhỏ hoặc không gian chật hẹp. Việc tập trung tín hiệu rất tốt cho phép sử dụng trong các silo lớn hoặc tàu có nhiều cài đặt bên trong.
  • Cảm biến radar được dùng để đo khối lượng chất rắn không tiếp xúc: từ mịn đến thô, từ bụi bẩn đến bụi ngay cả trong môi trường bụi bặm.
  • Cảm biến radar ứng dụng trong các môi trường phạm vi đo rộng và độ chính xác cao trong các ứng dụng lớn hoặc nhỏ: trong hầm, container, silo. Ngay cả cài đặt nội bộ không có ảnh hưởng đến kết quả đo.
  • Cảm biến radar không tiếp xúc cũng là thiết bị lý tưởng để sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau như đá, cốt liệu, vật liệu xây dựng, xi măng,…. Cũng như để sử dụng trong ngành hóa chất, trong quản lý nước thải và tái chế.