Workshop "Meßtechnik für stationäre und transiente ...

RADARSENOR ZUR GASDETEKTION IN FLUSSIGKEITEN
I. Einleitung
Christian Kunze
MicAS EleMronik GmbH & Co. KG
Sensor-Systeme
Oelsnitz i. E.
Radar-Sensorik ist ein relativ neues und vielversprechendes Instrument zur
Überwachung von Betriebszuständen an Anlagen und Behältern, zur Schwingungs-
und Bewegungsmessung sowie zur Prozeßautomatisierung und -kontrolle. Dies ist
vor allem einigen gegenüber konventionellen Sensoren vorteilhaften Eigenschaften
der mikrowellenbasierten Sensorik zu verdanken:
Berü hrungslosig keit
Wartungsfreiheit
teilweise große Abstände zwischen Sensor und Meßobjekt
Unabhängigkeit von und Unempfindlichkeit gegenüber Umgebungslicht, Lärm,
Luftbewegungen, Staub, Nebel u.a.
Der typische Wellenlängenbereich eines Radarsensors liegt zwischen Imm und
10cm (entsprechend einem Frequenzbereich von 3 GHz bis 300 GHz). In diesem
Wellenlängenbereich sind z.B. Kunststoffe, Stein und Beton, Keramik durchsichtig,
Wasser, wäßrige Lösungen, Alkohol und andere Flüssigkeiten hingegen nahezu
undurchlässig.
Als Trägersignal für Sensorik haben Mikowellen vor allem dort ihren Platz, wo auch
die beobachteten Objekte Ausdehnungen im Millimeter- und Zentimeterbereich
besitzen. Im allgemeinen arbeitet die Radar-Sensorik mit kohärenten Wellen, d-h.,
auch Phasendifferenzen mischen ausgesandtem und reflektiertem Signal können
zur Gewinnung von Informationen verwendet werden.
Dies bringt neben Vorteilen auch Komplikationen mit sich. Auf der einen Seite steht
der hohe Informationsgehalt von Amplituden und Phasen. Andererseits ist die
Wellenmechanik an Objekten in der Größenordnung des Trägersignals
außerordentlich unhandlich. Effekte wie Beugung und Streuung lassen sich nicht auf
einfache Grenzfälle reduzieren.
Die Detektion von Blasen mit Mikrowellen hat ihren Ursprung in der berührungslsoen
Überwachung von Strömwngsprozessen an industriellen Anlagen, bein denen das
Auftreten von Blasen ein Hinweis auf nichtbestirnmungsgemäße Betriebszustände
ist.