Erneut gibt es Produktnews bei InnoSenT: Das Produkt iSYS-6030 weist einen entscheidenden Unterschied im Vergleich zu den restlichen industriellen Sensoren im InnoSenT Portfolio auf. Es ist kein 24 GHz, sondern nutzt das 60 GHz Frequenzband. Eine wichtige Eigenschaft für die Anwendungsbereiche des Systems. Bei der Entwicklung schöpften die Radarexperten aus ihren Erfahrungen, denn ein älteres Produkt diente als Grundlage für die Produktkonzeption. Nun löst das neue System den erfolgreichen Vorgänger iSYS-6003 ab. Es war Zeit für ein technisches Update – denn auch ein Klassiker ist durchaus optimierbar. Was der iSYS-6030 nun besser kann und welche Besonderheiten er aufweist, darüber informiert Maximilian Dötsch, Junior Produktmanager bei InnoSenT, in einem kurzen Interview.

Für was wird der Sensor iSYS-6030 eingesetzt und was war der Beweggrund für die Produktentwicklung?

MD: Der iSYS-6030 ist ein 60 GHz Radar und dient in erster Linie der Distanzmessung. Der Sensor hat eine FMCW-Modulation und detektiert stationäre und sich langsam bewegende Objekte. Seine Spezifikationen sind für zwei Anwendungsbereiche prädestiniert. Wie sein Vorgänger ist er für die Füllstandermittlung im Einsatz. Durch das technische Update eignet er sich nun aber zusätzlich zur Kollisionsvermeidung. Wichtig für diese Anwendungsfälle ist die punktuelle und sehr präzise Messung. Dementsprechend verfügt der Sensor dank der Linse und dem Antennendesign über einen stark gebündelten Beam mit einem Öffnungswinkel von 6° in Azimuth und Elevation. Das Produkt gibt lediglich die Entfernungsinformation über ein Objekt und dessen Signalstärke in dB über eine Zielliste aus. Weitere Messergebnisse, wie die Geschwindigkeit, sind für diese Anwendungsfälle nicht relevant. Der iSYS-6030 ist also als reiner Distanzsensor in Gebrauch. Er ermittelt beispielsweise in Silos den Füllstand oder vermeidet einen Zusammenstoß zwischen zwei Objekten.

Wir sind zwar immer bestrebt, unsere Produkte noch besser zu machen. Aber der ausschlaggebende Punkt uns die Zeit zu nehmen, den iSYS-6003 einer Generalüberholung zu unterziehen war ein anderer. Ein Lieferant informierte uns über die Veränderung eines Bauteils und so wurde die Verfügbarkeit für die Zukunft ungewiss. Wir mussten also Änderungen vornehmen. Die Gelegenheit nutzten wir direkt, um das Produkt zu optimieren und starteten ein Entwicklungsprojekt. Denn nach ein paar Jahren Praxiserfahrungen und weiteren Fortschritten im Bereich Radartechnologie, hatten wir einige Erkenntnisse gesammelt. Beispielsweise ist es uns mittlerweile möglich eine bessere Performance zu einem günstigeren Preis erzielen. Außerdem gingen wir mit dem neuen Produkt noch stärker auf Kundenbedürfnisse und Anwendungsanforderungen ein.

Die technischen Neuerungen machen sich vielfältig bemerkbar. Der iSYS-6030 ist dank besserer Auflösung präziser und hat einen noch fokussierteren Erfassungsbereich. Die Messzyklen sind deutlich schneller, was den Stromverbrauch niedrig hält und die Effizienz steigert. Auch die Reichweite hat sich mehr als verdoppelt, was den Sensor für Kollisionsschutz-Maßnahmen befähigt. Wir bieten mehr Flexibilität aufgrund eines größeren Versorgungsspannungsbereichs sowie vier digitale, individuell konfigurierbare Outputs. Der Kunde hat in der Software GUI zahlreiche Filter- und Anpassungsmöglichkeiten. Sie bietet außerdem eine praktische Visualisierung, die die Füllstandmessung oder den Sicherheitsabstand leicht nachvollziehbar macht. Die technischen Daten haben wir natürlich in einem Datenblatt in unserem Downloadportal zur Verfügung gestellt.

Wie ermittelt das Produkt den Füllstand bzw. schützt vor Kollisionen?

MD: Das Produkt ermöglicht eine Distanz völlig berührungslos zu messen. Die Antenne des iSYS-6030 sendet HF-Wellen aus, die die Linse als schmalen Radarstrahl bündelt und zielgerichtet Objekte in einer Reichweite bis zu 40 Meter detektiert. Die ausgesendeten Radarwellen treffen auf ein Objekt und werden anschließend zum Sensor reflektiert. Aus dem Antwortsignal verarbeitet der iSYS-6030 die Information der Entfernung und Signalstärke des detektierten Objektes.

Beim Einsatz zur Füllstandmessung ist das Produkt beispielsweise oben am Deckel oder dem Dach eines Silos montiert und blickt nach unten. Die Reichweite des Sensors kann der Anwender an die Größe des Tanks anpassen. Er gibt also die maximale Entfernung von der Antenne zum Silo-Boden und die genaue Position des Sensors an. Füllt sich der Behälter anschließend, nimmt der iSYS-6030 die Abstandsänderung wahr. Der neue Wert entspricht der Füllmenge – denn das System erhält nun das Antwortsignal von der Oberfläche des Füllguts und nicht vom Boden des Silos. Das Detektionsprinzip funktioniert unabhängig des Materials – egal ob es sich um einen Feststoff oder eine Flüssigkeit handelt. Das Produkt verfügt außerdem über zwei verschiedene Betriebsmodi. Im Single-Target-Modus misst der Sensor nur die Position von einem Zielobjekt.  Im Multi-Target-Modus erfasst der iSYS-6030 bis zu zehn Zielobjekte und kann aus mehreren Messpunkten beispielsweise einen Distanzmittelwert bilden. Bei der Kollisionsvermeidung ist das Funktionsprinzip ähnlich. Beispielsweise ist das Produkt an einem Kran, der sich auf einer Schiene bewegt, angebracht. Hier ermittelt der Sensor permanent die Entfernungsinformation innerhalb des Erfassungsbereiches. Taucht dort ein Gegenstand auf, ändert sich die Distanzinformation. Diese Daten sind wichtig, um ein Signal zu schalten und eine Aktion auszulösen, sobald der Sicherheitsabstand zu gering oder eine Kollision droht. Gerade bei selbstfahrenden Fahrzeugen, Umgebungen mit hohen Sicherheitsstandards und in unübersichtlichen Situationen ist das eine wichtige Schutzmaßnahme für die Geräte, aber auch den Menschen.

Warum eignet sich der Radarsensor ideal für die Anwendungen und die Abstandsmessung?

MD: Radar ist ein Ortungsverfahren und liefert alle relevanten Daten zur Positionsermittlung von Objekten. Dazu zählt auch die Entfernungsinformation, die wir für die Abstandsmessung benötigen. Die technischen Features des iSYS-6030 sind speziell an die Anwendungsanforderungen und auf die Distanzermittlung angepasst.

Der iSYS-6030 arbeitet im 60 GHz Frequenzband. Dies ermöglicht die Nutzung einer größeren Bandbreite und sorgt im Vergleich zu Sensoren im 24 GHz Frequenzbereich für eine bessere Auflösung und Trennung von Objekten. Des Weiteren konnten unsere Entwickler eine hohe Messgenauigkeit erreichen. Diese sorgt bei Messergebnissen für höhere Präzision und erzielt selbst bei einer Distanz von 40 Metern eine geringe Abweichung von nur ±0.1 Prozent über Entfernung. Das ist eine beeindruckende Messgenauigkeit, die für den Kollisionsschutz und die Füllstandermittlung erforderlich ist.

Radar bietet die idealen Voraussetzungen für solche Messaufgaben. Denn die Technologie ist sehr robust und zuverlässig. Das rüstet den iSYS-6030 für den Outdoor-Einsatz und macht ihn wartungsfrei. Wo Wind, Regen, Schnee oder Frost andere Messverfahren herausfordern, funktioniert der Sensor weiterhin einwandfrei. Ein weiterer Vorteil ist, dass selbst Vibrationen sowie extreme Temperaturen die Radardetektion nicht beeinträchtigen. Auch Schaum, Nebel, Staub oder Dunst, der bei der Füllstandermittlung entstehen könnte, verfälschen das Messergebnis nicht. Der iSYS-6030 liefert qualitative Daten in schwieriger Messumgebung und ist InnoSenTs Radarlösung für die Erfassung des Fülllevels und Abstands.

Vielen Dank für das Interview!

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