Erkennen von menschlichen Personen

LBK unterscheidet zuverlässig zwischen statischen und dynamischen Objekten

Bild 02: LBK unterscheidet zuverlässig zwischen statischen und dynamischen Objekten (Quelle: Leuze)

Da sich die Menge der von einer Person reflektierten Radarwellen wesentlich von der von Holzspänen oder Feuchtigkeit unterscheidet, kann das LBK erkennen, ob es sich bei der Reflektion um einen Menschen oder nicht-metallische Partikel handelt. Heißt: Partikel in der Luft werden nicht erkannt, eine Person hingegen schon. So schaltet das LBK bei einer Person sicher ab. Da der LBK-Sensor seine Radarwellen in einen dreidimensionalen Raum ausstrahlt, überwacht er nicht nur eine Fläche, sondern ein Volumen. Somit erkennt das LBK Personen, die einen gefährlichen Bereich betreten oder sich in diesem aufhalten, unabhängig davon, ob sie stehen, knien oder liegen (Bild 2).

Das 3D-Radarsystem LBK arbeitet nicht nur in einem für die Sicherheitstechnik neuen Wellenlängenbereich. Es verwendet mit FMCW auch ein in der Sicherheitstechnik neues Funktionsprinzip. FMCW steht für Frequency Modulated Continuous Wave. Dabei verändert sich die Sendefrequenz innerhalb einer definierten Bandbreite. Beginnend bei einer Grundfrequenz steigt sie kontinuierlich bis zu einer maximalen Frequenz an und kehrt dann wieder zur Grundfrequenz zurück. Reflektiert eine Person dieses Signal, erreicht es den Empfänger zeitversetzt. Durch eine Subtraktion des Empfangssignals vom Sendesignal ergibt sich eine Differenzfrequenz. Bleibt die Entfernung zwischen dem LBK-Sensor und der Person gleich, behält auch die Differenzfrequenz ihren Wert bei. Bewegt sich hingegen die Person, verändert sich der Zeitversatz zwischen dem gesendeten und empfangenen Signal – und damit auch die Differenzfrequenz. Je schneller sich die Person bewegt, desto stärker ändert sich die Differenzfrequenz. Auf diese Weise kann der LBK-Sensor die Geschwindigkeit der Person bestimmen.

Auch die kleineste Bewegung wird detektiert

Mit diesem Verfahren – auch Doppler-Radar genannt – lassen sich Bewegungen sehr genau bestimmen. Der LBK-Sensor detektiert somit nicht nur eine sich bewegende Person. Denn selbst wenn eine Person stillsteht, steht sie niemals komplett still, sondern ist immer in Bewegung, sei es durch Puls- und Herzschlag usw. Das nutzt der LBK-Sensor aus, um eine Person in einem Gefahrenbereich von einem statischen Objekt, wie einer Palette oder einem Materialbehälter, sicher zu unterscheiden. Die geringen Bewegungen einer Person reichen aus, um ein sicheres Abschaltsignal für die Maschine zu erzeugen. Dadurch unterbricht das LBK-System den Betriebsprozess nur dann, wenn sich tatsächlich jemand im Gefahrenbereich aufhält. So können zum Beispiel komplett statische, bewegungslose Materialbehälter im Schutzbereich stehen gelassen werden, ohne dass sie zu einer Prozessunterbrechung führen. So vermeidet das LBK-System unnötige Stillstandzeiten und erhöht damit die Verfügbarkeit sowie die Wirtschaftlichkeit der Anlage. Auf der anderen Seite läuft die Maschine aber erst dann wieder an, wenn alle Personen den Gefahrenbereich verlassen haben, und trägt damit zu einem zuverlässigen Personenschutz bei.

Flexibel im Einsatz, einfach in der Installation

Zusätzlich zum Einsatz in rauen Umgebungen kommt das sichere Radarsystem LBK vor allem beim Schutz vor ungewolltem Wiederanlauf und zur Überwachung nicht einsehbarer Bereiche zum Einsatz. Das System besteht aus einem Controller, an den bis zu sechs Radarsensoren angeschlossen werden können. Durch die Positionierung der Sensoren, die einstellbare Reichweite sowie den wählbaren Öffnungswinkel lässt sich der überwachte Bereich dem Gefahrenbereich flexibel anpassen. So lassen sich auch Bereiche an Stufen oder Sockeln zuverlässig überwachen und das System individuell an die Anforderungen der Applikation anpassen. Die Systemparameter kann der Anwender über die einfach bedienbare Konfigurationssoftware festlegen. Projektierung und Inbetriebnahme übernehmen auf Kundenwunsch zertifizierte Safety-Experten von Leuze.

Literatur

  1. Leuze Electronic GmbH + Co. KG, Owen.
  2. Inxpect S.p.A., Brescia/Italien: www.inxpect.com
Rolf Brunner ist Senior Safety Expert bei der Leuze Electronic GmbH + Co. KG in Owen.
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