应用于工业领域的传感器

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1、应用于工业领域的传感器WIREAUTOMATICDEVICECO.LTD总部（大阪）1-9-27,Jokoji,Amagasaki-shi,Hyogo-ken660-0811,日本微波射线（或雷达）是一种波长范围从大约一微米到一米的电磁波。这种射线以300000km/秒（或者186000英里/秒）的光速传播并且在大多数环境条件下不会受到影响。此处所讨论的微波传送或反射型传感器是无接触、非侵入性的，且不会受施用区域的影响，对操作人员本身是安全的并且具有固态可靠性。由于它们是无接触的，因此可理想地用于多种用途。这意味着微波传感器可以持续不断且可靠地测量目标距离

2、。其典型的作业范围是0.5~150米（15~500英尺）。在应用于储藏罐时，可以用一屏蔽窗来把传感器与容器进行隔离。这种非侵入性的安装使得在无人员暴露于内含物情况下接近传感器的所有部件成为可能。如果使用环境中有大量的尘、蒸汽、水蒸汽、高温、感应噪声或强光，对于大多数技术而言在这些条件下要可靠地探测目标是非常困难的，但对于微波来说却非常简单。随着对具备人身安全性的工业技术需求的日益增长，微波成为最好的选择。凭借永远小于10mW的低输出功率，这类传感器的功率远低于美国OSHA辐照技术规范1910.97部分中的要求。这意味着对操作WADECO传感器的人员没有任何

3、的健康危害。WADECO传感器是围绕着10GHz或24GHz这两种频率设计的。这些频率分别归属于X波段（7-12.4GHz）或K波段（18-26GHz），一般来说这两个波段在大多数国家都是获得许可的波段。为了确保作业中的微波传感器不会干扰或是给在相同区域中运行的其它装置带来麻烦，传感器的输出是限定的以确保与涉及电场干扰装置的FCC标准第15条相一致。WADECO传感器就是依照这些标准而设计的。微波怎样工作？微波能量是在一种特有的“波束”中传送的。其天线的设计以及微波能量的传输功率决定了这种“波束”的波形。这种“波束”不是一条直线而是更像一个被拉长的气球。它

4、形成一个3维体。对于每一种天线设计和每一种功率来说微波波束的波形都是不同的。基本能量波瓣所覆盖的区域被称为微波“足印”。图1中所示的是绘制在一个平面上的天线能量波形的一个例子。在解释波束的波形时，通常利用半功率波束宽度，也就是微波工程师所知道的-3dB点。它被定义为主能量指向两条边线上的半功率指向之间的角度。在半功率波束宽度点上，这一区域被定义为在此点处，所发出的最大功率至少有一半将被一个物体所看到。中心线到这一点的角度决定了基本覆盖的面积。最大能量指向是第一个无效点或是再不能探测到所发出能量的地方。1图1：微波能量波形当在微波覆盖的容积区域内捕获一个目标

5、时，一些能量就被反射回天线并进入控制器。反射回来的能量与输出能量的一部分在控制器中混合并产生一个输出信号。随后这一信号通过控制电路进行处理，依次给出用户所需要的数据。旋转微波此外，WADECO还提供一些其他的微波传感器制造商所不能提供的特殊工程设计。一般来说，工业上使用的传感器用的是平面偏振微波。电磁信号中电场的振动方向被称为偏振指向（或矢量），并与波束的传播方向垂直。这意味着此偏振矢量永远固定在一个方向。如果矢量是做成旋转的，则我们就有了被称之为环形偏振或旋转的微波。WADECO有一些专利设计的旋转微波传感器。专利的波导设计让这些特殊的微波传感器在其它类

6、型的传感器无法做到的应用领域大派用场。现在对旋转微波的基本优点做简单的解释。当一条波束撞到一个坚固的金属物体（如液态金属）时，旋转的方向就完全反过来。当一条波束撞到一个非金属物体如绝缘体、渣、玻璃、陶瓷、砖、水晶材料等的时候，则不会发生反转。微波传感器中的辨别器已经被设计为可以根据应用范围而接受或拒绝反向旋转。当一条波束撞击到一个切线角的表面，则偏振矢量会产生一个小幅度的旋转。如果这在随后被反射回天线，那么这个假信号将因为没有调为接收这种类型的信号而被拒绝。就这样，错误探测的概率被减少到一个可以忽略不计的水平。微波的基本应用1)使用相同的元件用二种不同的方

7、法进行存在物测定z作为单个元件时，变送器和接收器模块是装在同一个外壳里。在这种情况下，变送器发出信号而接收器查找被反射回来的信号。如果信号的功率超过了预先设定的值，那么就探测到了一个物体（参见图2）。2图2：WADECOMicro-ReflexMWS-R-1“热钢带”探测传感器z作为两个元件时，变送器和接收器是独立的模块。在这种情况下，模块通常是相对放置并且在目标将“波束”打断时输出一个信号。这种WADECO传感器的典型代表是MWS-CT/CR-1（图3）和Micro-GunnMWS-FT/FR-2（图4）。图3：WADECOMWS-CT/CR-1传感器处

8、于面对面的位置2)用以下方法可进行最佳的范围测定z范围或距离的测量