Auf dem Radar –

Radar im Vergleich der Sensortechnologien für industrielle Applikationen

 

 

Sensoren für kommerzielle Anwendungen erleben seit den letzten Jahren einen Boom. Aber auch in der Industrie assistieren sie zunehmend beim Produzieren, Manövrieren und Messen. Sie sind eine Art von Menschen geschaffener siebter Sinn. Wir nutzen ihn beispielsweise, um schwer ermittelbare Eigenschaften messbar zu machen. Mit Sensoren machen wir uns auch nicht wahrnehmbare physikalische Verfahren und Werte zu eigen. Unter anderem sind sie in technischen Geräten integriert, um damit eine Reaktion auf Ereignisse und Umgebungserkennung zu ermöglichen.

Die Sensortechnologien machen das Smart Home und Industrie 4.0 effizienter, sicherer und komfortabler. Sie dienen der Automation, Steuerung, Überwachung und Interaktion. Am häufigsten sind hierfür vier verschiedene Technologien zur Objektlokalisierung im Einsatz: Radar, Ultraschall, Infrarot und Laser. Sie nutzen unterschiedliche Messverfahren und unterscheiden sich demnach in ihrer Funktionalität und Eigenschaften.

InnoSenT hat sich auf die Entwicklung und Herstellung von Radarsensoren und -Systeme spezialisiert. Begonnen mit einem Sensor für die Türöffnung, gelang es den Experten, die Vorzüge der Technik auch für viele andere Anwendungen zugänglich zu machen. Die Weiterentwicklung und Innovation des Messverfahrens macht große Sprünge. Während vor einigen Jahren Radar zu komplex für einfache Anwendungen waren, lohnt sich heute für viele Anwendungsbereiche ein Technikvergleich.

So lohnt sich ein genauerer Blick auf die Sensortechnologie. Welche Vorteile bringen die technischen Eigenschaften mit? Wir geben Ihnen einen schnellen Überblick:

  • Radardetektion ist anonym. Hochauflösende Sensoren ermöglichen eine Konturenvermessung, jedoch ist die Technik nicht bildgebend.
  • Mehrere Ziele erkennbar, trennbar und verfolgbar. Der Funktionsumfang ist abhängig von den Messdimensionen, der Genauigkeit sowie Auflösungsvermögen und der Signalverarbeitung.
  • Die Detektion funktioniert berührungslos. Die Radarwellen sind nicht wahrnehmbar und durchstrahlt verschiedene Kunststoffe. Dies ermöglicht eine versteckte Integration hinter einer Schutzhülle oder in einem bestehenden Produkt.
  • Radar arbeitet in herausfordernder Umgebung zuverlässig. Extreme Temperaturen, Dunkelheit, Überblendung, schlechtes Wetter, Staub, Dunst, Lärm und Vibration bereiten keine Probleme.
  • Von nah bis Fern – Radar bietet große Reichweiten. Die Entwickler erzielen große Reichweite und optimieren mit Antennendesign den Erfassungsbereich entsprechend der Anwendung.
  • Umfassende Objektinformationen verfügbar. Die Technik detektiert je nach Modulation statische und bewegende Objekte sowie Personen. Zudem liefert Radar Daten über die Geschwindigkeit, Entfernung, Bewegungsrichtung und Winkelposition, die eine Lokalisierung ermöglichen.
  • Radar gilt als wartungsfrei. Diese Eigenschaft beruht auf der Unempfindlichkeit gegenüber Verschmutzung, Staub oder anderen Umwelteinflüssen. Nach einer ersten Ausrichtung und Installation ist keine regelmäßige Pflege nötig.

Natürlich sind diese Vorzüge nicht alle allein Attribute von Radarsensorik: Infrarot funktioniert beispielsweise berührungslos oder Laser misst Entfernungen auch über sehr große Entfernung. Jede Technologie weist Stärken und Schwächen auf. Diese basieren im Grunde auf Ihre Funktionsweise:

Radar Ultraschall Aktiv Infrarot (Laser) Passiv Infrarot (PIR)
Aktives Sende-/Empfangsverfahren im Mikrowellen-GHz-Bereich Aktives Verfahren im nicht-hörbaren Schallbereich, Entfernungsinformation durch Triangulation Aktives Sende-/Empfangsverfahren im nichtsichtbaren Lichtbereich Rein passives Verfahren, Detektiert die zeitliche Veränderung eines integralen Wärmebildes einer Umgebung

Die Stärke von Radar als Ortungsverfahren ist eindeutig die umfassende Datenerhebung. Mit einem Fähigkeiten-Vergleich ist es möglich, eine grobe Einschätzung zu geben, für welchen Anwendungsfall, welche industriell und kommerziell verfügbare Technik in Frage kommt. Dies kann jedoch nach individueller Anforderung und tatsächlicher Aufgabe stark variieren.

Radar Ultraschall Aktiv Infrarot (Laser) Passiv Infrarot (PIR)
Vorteile Geschwindigkeitsinformation, 3D Ortung, hohe Reichweite, Allwettertauglich, durchstrahlt Kunststoffe Preisgünstig, Entfernungsinformation Hohe Reichweite, Geschwindigkeits- und Entfernungsinformation Geringer Stromverbrauch, Preisgünstig
Nachteile Hohe Auflösung benötigt hohe Bandbreite, Mittlere Kosten Benötigt Kontakt mit Medium Luft, keine Geschwindigkeitsinformation, Geringe Reichweite, Störanfällig Komplizierte Linsensysteme, Komplizierte Verfahren für Winkelauflösung, hoher Stromverbrauch, hohe Kosten, Empfindlich gegen Umwelteinflüsse Reiner Präsenzdetektor, keine Entferndungs- oder Geschwindigkeitsmessung, geringe Reichweite (<10m), störanfällig, reagiert nicht auf wärmeisolierende Kleidung, reagieren empfindlich auf Lichtquellen mit hohem Infrarot-Anteil
Anwendungsbereiche Automotive, Security, Smart Home, Traffic, Robotic, Safety Automotive, Füllstandsmessung, Industrie, Safety Automotive, Medizintechnik, Dickenmessung, Safety Temperaturmessung, Kabellose Datenübertragung, Bewegungsmelder
Messparameter Entfernungsmessung, Geschwindigkeitsmessung, Winkelmessung, Ortung im 3D Raum, Richtungserkennung Abstandsmessung, Geschwindigkeitsmessung (Doppler-Effekt), Bewegungsrichtungsmessung (Doppler-Effekt) Entfernungsmessung, Geschwindigkeitsmessung, Richtungserkennung Präsenzmessung, Bewegungserkennung, Temperaturmessung
Reichweite Bis zu 1000m Bis zu 8m Bis zu 3000m Bis zu 10m
Wetterabhängigkeit Allwettertauglich Störanfällig bei Wind- und Temperaturschwankungen Allwettertauglich, Schnee, Nebel oder Regen kann allerdings die Reichweite vermindern Störanfällig bei Nebel oder Rauch, Störanfällig bei hohen Temperaturen
Trennfähigkeit Gut

Trennung nach Entfernung, Geschwindigkeit und Winkel

Schlecht

Nur Trennung nach Entfernung, keine Trennung nach Geschwindigkeit und Winkel

Mittel

Trennung nach Entfernung und Winkel, keine Trennung nach Geschwindigkeit

Keine Trennfähigkeit

Radar als Alternative für komplexere Detektionsaufgaben.

Nun ist die Tabelle – trotz allem Bemühen, vielleicht auch eine nicht ganz unparteiische – die Sicht eines Radarexperten. Sie zeigt das Potenzial von Radarsensorik und hebt die hervor, in welchen Kategorien Radar sich von den Alternativen abhebt.

Zusammengefasst überzeugt die Technik immer dann, wenn der Einsatz in herausfordernder Umgebung stattfindet, umfassende Objektinformation notwendig, oder komplexe Detektionsaufgaben zu lösen sind.

Bei der Wahl der Technologie ist jedoch zu berücksichtigen, dass nicht immer auch der Funktionsumfang gefragt ist. Womöglich ist eine günstigere oder einfache Messtechnik eine gute Wahl. Und auch Radardetektion stößt bei manchen Anwendungsfällen an Grenzen, die andere Sensortechnologien anders lösen könnten.

Ein Trend ist deswegen auch die Sensorfusion. Hier sind verschiedene Messverfahren in Kombination im Einsatz, um die Vor- und Nachteile gegenseitig auszugleichen. Insbesondere im Security Bereich wird die Technikfusion von z. B. Kamera und Radar erfolgreich eingesetzt. Auf diese Weise ist es möglich die Nachteile der einen, mit den Vorteilen der anderen Technik zu kompensieren und maximale Effizienz und Zuverlässigkeit zu erhalten.

Menü

Beitrag teilen

Beitragsthemen

Die Technik auf dem Radar

Informationen zur fortschrittlichen Sensortechnologie

Die Nachfrage nach Sensoren steigt aufgrund Trends wie Digitalisierung, Automatisierung in der Industrie & Logistik, Smart Home & City und das autonome Fahren. Doch die Entwicklung und Integration von Radargeräten ist ein komplexes Thema. Die Fachbegriffe und Funktionen werfen für Anwender viele Fragen auf. Unsere Radarexperten haben für Sie umfangreiche Informationen bereitgestellt, um Ihnen den Einstieg in die Welt des Radars zu erleichtern.