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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine dielektrische Linsenanordnung für einen berührungslos messenden Radarsensor, einen Radarsensor, eine Verwendung des Radarsensors sowie ein Verfahren zum Verändern der Brechungseigenschaften einer Linsenanordnung.
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Technischer Hintergrund
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Berührungslose messende Radarsensoren können zur Anlagenautomatisierung im industriellen Umfeld eingerichtet sein.
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Bekannte berührungslos messende Radarsensoren weisen typischerweise starre dielektrische Linsenanordnungen auf, welche das durch den Radarsensor erzeugte Radarsignal in eine Richtung fokussieren. Dabei kann die dielektrische Linsenanordnung den Radarsensor vor Flüssigkeiten oder Feuchtigkeiten, welche von außen auf den Radarsensor treffen, schützen.
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Zusammenfassung
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Mit den im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen kann in vorteilhafter Weise ein Radarsensor bereitgestellt werden, dessen Sendesignal bedarfsgerecht fokussiert werden kann.
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Ein Aspekt betrifft eine dielektrische Linsenanordnung für einen berührungslos messenden Radarsensor, wobei die Linsenanordnung zumindest eine dielektrische Linse und einen Aktuator aufweist. Der Aktuator ist dazu eingerichtet, die Brechungseigenschaften der Linse, also insbesondere deren Außenkontur und/oder Materialzusammensetzung, zu verändern, so dass die Abstrahlrichtung des Radar-Sendesignals geändert wird.
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Dies kann den Vorteil mit sich bringen, dass die Linse bzw. der berührungslos messende Radarsensor in einer Schräglage in einem Behältnis verbaut werden kann und mittels des Aktuators die Brechungseigenschaften der Linse derart verändert werden, dass das vom Radarsensor ausgesendete Radarsignal auf ein Füllgut in dem Behälter gerichtet werden kann.
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Ein weiterer Vorteil kann sein, dass mittels einer dreidimensionalen Messung, die durch den Radarsensor erreicht wird, die Linse derart verändert werden kann, dass die dreidimensionale Messung mithilfe lediglich einer Linse ermöglicht wird. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Brechungseigenschaften der Linse mittels des Aktuators kontinuierlich verändert werden, so dass der Fokus des Radarsignals kontinuierlich durch einen Behälter wandern kann.
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Zudem kann die Veränderung der dielektrischen Linse den Vorteil ausbilden, dass ein partielles Messen eines Teilbereichs des Erfassungsbereichs des Radarsensors ermöglicht wird, beispielsweise ein Höchststand in einem Behälter ermittelt werden kann und gleichzeitig dabei einen Sicherheitsbereich überwacht werden kann. Ein weiterer Vorteil kann sein, dass durch die Veränderung der Brechungseigenschaften der Linse eine Vielzahl von Linsen in eine integriert werden können, so dass eine Funktionsintegration stattfindet.
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Beispielsweise kann der Radarsensor als Sensor zur Raumüberwachung eingerichtet sein. Insbesondere kann der Radarsensor zur Überwachung eines Sicherheitsbereiches einer Maschine eingerichtet sein oder als Ersatz einer Lichtschranke. Auch kann der Radarsensor als Füllstandradar- oder Grenzstandsensor zur Installation in, an, auf oder über einem Behälter eingerichtet sein. Durch die Verwendung von Halbleitertechnologie kann die Elektronik des Radarsensors effizient und platzsparend ausgeführt werden. Insbesondere kann der Radarsensor als 3D-Radar eingerichtet sein, welches durch elektronische Strahlsteuerung die Richtung des Sendesignals steuern kann, um einen Messbereich abzuscannen und somit die Topologie des Messbereichs zu erfassen.
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In einer beispielhaften Ausführungsform weist die Linsenanordnung eine Linse, welche beispielsweise aus einem Kunststoffverbund oder Ähnlichem gefertigt ist, und einen Aktuator auf. Dabei kann der Aktuator dazu eingerichtet sein, dass die Brechungseigenschaften der Linse mittels des Aktuators verändert werden können.
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Beispielsweise ist der Aktuator eine elektromechanische Anordnung, welche dazu in der Lage ist, die Linse mithilfe eines mechanischen Drucks auf die Linse in ihrer Form und gegebenenfalls dielektrischen Eigenschaft zu verändern. Alternativ kann der Aktuator auch als eine Art Pumpeinheit ausgeführt sein, so dass der Aktuator dazu in der Lage ist, ein dielektrisches Fluid in die Linse zu leiten, in der Linse zu halten und/oder aus der Linse abzusaugen. Dabei kann die Linse ein befüllbares Volumen ausbilden, so dass der Aktuator, welcher als Pumpeinheit ausgeführt sein kann, das dielektrische Fluid in die befüllbare Linse ein- und ausbringen kann. Die Brechungseigenschaften der Linse führen insbesondere zu einem Fokussierungseffekt des Radarsignals, welches von einem Radarsensor ausgestrahlt wird. Insbesondere kann die Fokussierungseffekt dazu führen, dass die Brennweite der Linse durch die Veränderung der Brechungseigenschaften der Linse angepasst werden kann. Zudem kann durch die Anpassung der dielektrischen Eigenschaften der Linse ein Brennpunkt als auch eine Brennweite der Linse angepasst werden.
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Die Linse weist zwei Radialrichtungen auf, welche orthogonal zueinander angeordnet sein können, so dass ein Brennpunkt im Verhältnis zu diesen beiden Radialrichtungen durch den Aktuator verstellt werden kann. Zudem weist die Linse eine Axialrichtung auf, wobei der Brennpunkt entlang der Axialrichtung und der beiden Radialrichtungen durch die Veränderung der dielektrischen Eigenschaften der Linse angepasst werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Linse mit einem dielektrischen Fluid befüllbar. Zudem kann der Aktuator dazu eingerichtet sein, das dielektrische Fluid in die Linse zu leiten, in der Linse zu halten und/oder aus der Linse abzusaugen, so dass die Form und/oder die dielektrische Eigenschaft der Linse durch den Aktuator veränderbar ist.
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Dies kann insbesondere den Vorteil aufweisen, dass mittels des dielektrischen Fluids die Linse befüllt werden kann, um die dielektrische Eigenschaft der Linse zu verändern, wobei das dielektrische Fluid den Vorteil mit sich bringt, dass die dielektrischen Eigenschaften der Linse besonders schnell, zuverlässig sowie skalierbar verändert werden können.
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Beispielhafterweise kann der Aktuator das Fluid stufenlos oder frei skalierbar in die Linse leiten, dort halten und auch wieder absaugen. Somit kann die dielektrische Eigenschaft der Linse bzw. die Fokussierung der Linse durch den Aktuator gezielt verändert werden.
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„Befüllbar“ bedeutet insbesondere, dass die Linse einen Hohlraum bzw. ein Volumen ausbildet, in welcher ein dielektrisches Fluid geleitet werden kann. Zudem kann der Aktuator in Fluidverbindung mit dem befüllbaren Volumen in der Linse in Verbindung stehen. In die Linse zu leiten bedeutet, dass der Aktuator das dielektrische Fluid in die Linse leitet und/oder spritzt. In der Linse halten kann insbesondere bedeuten, dass der Aktuator den Füllgrad des dielektrischen Fluids in der Linse konstant hält oder die dielektrische Linse verschließt, so dass kein dielektrisches Fluid austreten kann. Der Linse abzusaugen kann bedeuten, dass der Aktuator das dielektrische Fluid aus der befüllbaren Linse heraussaugt, pumpt oder Ähnliches, so dass der Füllgrad des dielektrischen Fluids in der Linse verringert wird.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Linse mechanisch, hydraulisch, elektrisch und/oder pneumatisch verformbar und/oder bewegbar sein. Zudem kann der Aktuator dazu eingerichtet sein, die Linse mechanisch, hydraulisch, elektrisch und/oder pneumatisch zu verformen, so dass die Brechungseigenschaften der Linse durch den Aktuator verändert werden können. In anderen Worten kann der Aktuator auf die Linse mechanisch, hydraulisch, elektrisch und/oder pneumatisch wirken, so dass durch das Einwirken des Aktuators auf die Linse die Eigenschaften der Linse verändert werden können.
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Beispielhafterweise kann der Aktuator mechanisch auf die Linse einwirken, so dass die Linse sich unter dem Druck verformt. Ebenso kann ein hydraulischer oder pneumatischer Zylinder oder Ähnliches auf die Linse einwirken, so dass die Linse sich verformt. Eine Verformung der Linse kann eine Veränderung des Brennpunktes als auch der Brennweite der Linse mit sich bringen.
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Alternativ kann der Aktuator auch durch eine elektrische Einwirkung auf die Linse die Form oder die dielektrischen Eigenschaften der Linse verändern, beispielsweise indem eine Orientierung der Linse verändert wird, wenn beispielsweise die Linse einen magnetischen Materialbestandteil aufweist.
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In einer alternativen Ausführungsform kann der Aktuator die Linse auch derart bewegen, dass sich die Lage der Linse zu dem Radarsensor verändert. Dies kann den Vorteil mit sich bringen, dass durch eine einfache Konstruktion mittels des Aktuators und der Linse die Brechungseigenschaften im Strahlengang verändert werden können. Dies kann insbesondere eine Funktionsintegration mit sich bringen, so dass weitere Bauteile, wie beispielsweise weitere Linsen, eingespart werden können.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Linse mit einem dielektrischen Fluid befüllbar sein und mechanisch, hydraulisch, elektrisch und/oder pneumatisch verformbar und/oder bewegbar sein. Zudem kann der Aktuator dazu eingerichtet sein, die Brechungseigenschaften der Linse durch ein Einfüllen und/oder ein Absaugen eines dielektrischen Fluids aus der Linse anzupassen.
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Zudem kann durch eine mechanische, hydraulische, elektrische und/oder pneumatische Verformung und/oder Bewegung der befüllbaren Linse der Aktuator die Brechungseigenschaften der Linse anpassen. In anderen Worten kann der Aktuator sowohl die Linse mit einem dielektrischen Fluid befüllen und gleichzeitig die Linse beispielsweise durch eine mechanische Einwirkung verformen, um die Brechungseigenschaften der Linse anzupassen. Dabei kann der Aktuator die Anpassung der Brechungseigenschaften derart durchführen, dass die Linse in Abhängigkeit der Verformung der Linse befüllt wird und umgekehrt, so dass eine gewünschte Veränderung der Brechungseigenschaften der Linse eingestellt werden kann, wobei ein Teil durch die Verformung erreicht wird und ein Teil durch die Befüllung der Linse. Somit können die Brechungseigenschaften über einen sehr breiten Korridor verändert werden, da sowohl die Befüllung der Linse mit einem dielektrischen Fluid als auch die Verformung der Linse durch den Aktuator gleichzeitig oder sequenziell geschaltet werden kann, so dass eine beispielhafte weite bzw. nahe Brennweite eingestellt werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Linse aus einem mikrowellendurchlässigen Material hergestellt sein. Bei einem mikrowellendurchlässigen Material kann es sich insbesondere um einen Kunststoffverbund handeln, welcher das Radarsignal ausrichtet bzw. fokussiert. Dies kann den Vorteil ausbilden, dass mithilfe der Linse und einem passend ausgewählten Material die Messgenauigkeit des Radarsensors verbessert werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform kann der Aktuator dazu eingerichtet sein, das dielektrische Fluid durch ein weiteres dielektrisches Fluid zumindest teilweise zu ersetzen. In anderen Worten kann der Aktuator zumindest eine Lagervorrichtung aufweisen, in welcher ein weiteres dielektrisches Fluid gehalten wird, wobei das dielektrische Fluid mittels des Aktuators durch das weitere dielektrische Fluid ersetzt werden kann. Durch diese Ersetzung können die dielektrischen Eigenschaften der Linse verändert werden. Beispielhafterweise weist eine Linse, die mit dem dielektrischen Fluid befüllt sein kann, eine erste dielektrische Eigenschaft auf und wenn die Linse mit einem weiteren dielektrischen Fluid befüllt sein kann, eine zweite dielektrische Eigenschaft auf. Durch den Austausch des dielektrischen Fluids kann gezielt eine dielektrische Eigenschaft der Linse erreicht werden. Diese Anordnung kann den Vorteil haben, dass durch eine Vielzahl von dielektrischen Fluiden unterschiedliche dielektrische Eigenschaften schnell und zuverlässig erreicht werden können, so dass zusätzliche Linsen oder Ähnliches eingespart werden können.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Linse mehrteilig ausgebildet sein. Dabei kann ein erster Teil der Linse einer Radarsignalquelle zugewandt sein und ein zweiter Teil der Linse einem Füllgut zugewandt sein. Zudem kann der Aktuator dazu eingerichtet sein, die dielektrischen Eigenschaften des ersten Teils und/oder des zweiten Teils zu verändern. In anderen Worten besteht die Linse aus zwei Teilen, wobei jeder Teil individuell oder auch gleichgeschaltet in seiner dielektrischen Eigenschaft durch den Aktuator verändert werden kann. Beispielsweise kann der Aktuator lediglich nur den ersten Teil in seinen Brechungseigenschaften verändern oder auch nur den zweiten Teil in seinen Brechungseigenschaften verändern.
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In einer alternativen Ausführungsform kann der Aktuator dazu eingerichtet sein, sowohl den ersten als auch den zweiten Teil der Linse in seinen Brechungseigenschaften zu verändern. Dabei kann der Aktuator stufenlos die Brechungseigenschaften des ersten und des zweiten Teils anpassen. Beispielsweise kann ein erster Teil der Linse nur 50% mit einem dielektrischen Fluid befüllt sein und ein zweiter Teil der Linse mit 80% eines Fluids gefüllt sein. Somit kann beispielsweise jeder Teil der Linse individuell mit einem Fluid befüllbar sein, so dass ein breiter Korridor an dielektrischen Eigenschaften der Linse eingestellt werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Linse einen dritten Teil aufweisen. Dabei kann der dritte Teil der Linse zwischen dem ersten und dem zweiten Teil der Linse angeordnet sein. Zudem kann es sich bei dem dritten Teil um eine Festlinse handeln. Mit anderen Worten kann zwischen dem ersten und dem zweiten Teil der Linse ein dritter Teil angeordnet sein, welcher eine Festlinse, beispielsweise eine Kunststofflinse, ist. Der Vorteil kann sein, dass mittels der Festlinse der zweite Teil der Linse optimal von dem Radarsignal ausgeleuchtet wird, wenn der erste Teil der Linse nicht mit einem Fluid befüllt ist.
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Gemäß einer Ausführungsform ist ein starres Element oder Festelement vorgesehen, beispielsweise in Form einer Festlinse, welches auf der dem Füllgut zugewandten Seite angeordnet ist. Der bewegliche Teil der Linse ist auf der der Signalquelle zugewandten Seite angeordnet. Dies hat in der Praxis den Vorteil, dass die Linse gegen mechanische Beanspruchung robuster und gleichzeitig auch druckfester ist.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Linse in eine Vielzahl von Kammern aufgeteilt sein, wobei der Aktuator dazu eingerichtet ist, jede der Vielzahl von Kammern in ihren Brechungseigenschaften zu verändern.
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Beispielsweise weist die Linse eine kreis- oder tortenartige Geometrie auf, wobei die Vielzahl von Kammern in einer Form von Kuchenstücken in der Linse angeordnet ist, wobei jedes der Kuchenstücke individuell von dem Aktuator in seinen Brechungseigenschaften verändert werden kann.
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Alternativ kann die Linse auch sternförmig von Kammern durchzogen sein, wobei jede Kammer mittels des Aktuators in ihrer dielektrischen Eigenschaft verändert werden kann. Beispielsweise kann die Linse auch quadratisch ausgeführt sein, wobei die Kammern bspw. durch schachbrettmustrige Subkammern gebildet werden können, wobei jede Subkammer in ihrer dielektrischen Eigenschaft durch den Aktuator verändert werden kann.
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In einer alternativen Ausführungsform kann die Linse auch konzentrisch zueinander angeordnete Kammern aufweisen, wobei der Aktuator dazu eingerichtet ist, jede Kammer in ihren Brechungseigenschaften zu verändern. Beispielhafterweise kann der Aktuator dazu eingerichtet sein, bei einer koaxialen Ausführung der Linse nur die äußerste Kammer mit einem Fluid zu befüllen und die anderen Kammern der Linse unbefüllt zu belassen, wobei eine spezifische dielektrische Eigenschaft der Linse entstehen kann. Dies kann den Vorteil mit sich bringen, dass unterschiedliche Bereiche mithilfe der Anordnung überwacht werden können, ohne die Linse zu bewegen oder eine weitere Linse zuschalten zu müssen.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Linsenanordnung zumindest eine weitere Linse aufweisen. Dabei kann die Linse und die weitere Linse in Reihe angeordnet sein, wobei die weitere Linse eine Festlinse ist. In anderen Worten kann eine weitere Linse angeordnet sein, um ein Radarsignal auf eine Linsenanordnung zu fokussieren, wobei die Linsenanordnung das Radarsignal weiter optimiert. Dabei kann die Linsenanordnung und die weitere Linse in Reihe bzw. hintereinander angeordnet sein. Die weitere Linse kann dabei aus einem Kunststoffverbund oder Ähnlichem hergestellt sein, so dass sie beispielsweise eine mediale Entkopplung bewirkt.
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Alternativ kann die weitere Linse auch in einem Gehäuse des Radarsensors eingebracht werden, so dass eine Funktionsintegration stattfinden kann, welche zusätzliche Herstellungskosten einsparen kann.
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Ein weiterer Aspekt betrifft einen berührungslos messenden Radarsensor, welcher eine Radarsignalquelle zum Erzeugen und Aussenden eines Radarsignals aufweist. Zudem weist der Radarsensor eine Linsenanordnung, wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, auf. Zudem ist die Linsenanordnung dazu eingerichtet, das Radarsignal zu fokussieren. In anderen Worten sendet eine Radarsignalquelle ein Radarsignal aus, insbesondere auf die Linsenanordnung, welche das Radarsignal ausrichtet bzw. fokussiert, so dass ein Messbereich überwacht werden kann oder das Radarsignal auf eine Brennweite bzw. einen Brennpunkt eingestellt werden kann. „Fokussieren“ kann zudem bedeuten, dass eine Brennweite bzw. ein Brennpunkt und/oder ein Messbereich der Linsenanordnung durch die Veränderung der Brechungseigenschaften der Linse verändert wird, so dass der berührungslos messende Radarsensor einen weiteren Messbereich oder eine weitere Art von Messung durchführen kann. Dies kann insbesondere die Flexibilität bzw. die Einsatzmöglichkeiten des Radarsensors deutlich verbessern.
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Gemäß einer Ausführungsform kann der Aktuator dazu eingerichtet sein, durch die Veränderung der Brechungseigenschaften der Linsenanordnung das Radarsignal über einen Messbereich rotieren zu lassen. Rotieren zu lassen kann insbesondere bedeuten, dass eine dreidimensionale Messung stattfindet, wobei beispielsweise die Topologie eines Füllgutes ermittelt werden kann. Dabei kann eine Topologie des Füllgutes ermittelt werden und gleichzeitig auch ein maximaler Höchststand des Füllgutes, um eventuelle Spitzen des Füllgutes rechtzeitig ausgleichen zu können oder eine weitere Befüllung des Behälters auszusetzen. Diese Anordnung kann insbesondere der Ausfallsicherheit des Radarsensors bzw. der Anlage, welche der Radarsensor überwacht, verbessern, was zu verringerten Herstellkosten führen kann.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Aktuator dazu eingerichtet, das Radarsignal durch die Veränderung der Brechungseigenschaften der Linsenanordnung über einen weiteren Messbereich rotieren zu lassen. In anderen Worten kann ein anderer Messbereich durch die Veränderung der Brechungseigenschaften der Linsenanordnung mittels des Radarsensors überwacht werden. Beispielhafterweise kann in einem ersten Messbereich eine Anlage überwacht werden und in einem zweiten Messbereich ein Sicherheitsbereich überwacht werden, indem sich beispielsweise keine Personen befinden dürften, wenn die Anlage in Betrieb ist. Dabei kann der Radarsensor zuerst einen Messbereich für einen ersten Zeitraum überwachen und dann für einen kürzeren Zeitraum den weiteren Messbereich überwachen, um anschließend wieder auf den ersten Messbereich zu schalten. Somit können unter anderem Lichtschranken oder andere technische Vorkehrungen, welche den Sicherheitsbereich überwachen, eingespart werden, da durch die Veränderung der dielektrischen Eigenschaften der Linse die Funktion von dem Radarsensor übernommen werden kann. Durch diese Funktionsintegration können Bauteile eingespart werden, was zu einer Reduzierung der Systemkosten führen kann.
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Gemäß einer Ausführungsform kann der Aktuator dazu eingerichtet sein, das Radarsignal gleichzeitig oder sequenziell auf zumindest zwei Ziele zu lenken, so dass eine Distanzmessung und/oder eine Fließgeschwindigkeitsmessung mit dem Radarsensor durchgeführt werden kann. In anderen Worten kann die dielektrische Eigenschaft der Linse derart verändert werden, dass mittels der Ausnutzung des Doppler-Effekts eine Fließgeschwindigkeitsmessung durchgeführt werden kann. Alternativ kann mittels zwei unterschiedlichen Brennpunkten, welche mithilfe des Radarsensors ermittelt werden können, eine Distanzmessung durchgeführt werden, indem der Abstand zwischen einem ersten und einem zweiten Ziel bestimmt wird. In anderen Worten können weitere Messverfahren mithilfe des Radarsensors durchgeführt werden, indem die dielektrischen Eigenschaften der Linse zwischen einem ersten und einem zweiten Zustand verändert werden, so dass zwei Referenzpunkte miteinander verglichen werden können und mit dem Vergleich der Referenzpunkte auf eine Distanz zwischen den Referenzpunkten oder einer Fließgeschwindigkeit geschlossen werden kann. Dies kann insbesondere alternative Sensoren einsparen, so dass eine Reduzierung der System- als auch Herstellkosten eintreten kann.
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Ein weiterer Aspekt betrifft die Verwendung eines Radarsensors, wie er voranstehend und nachfolgend beschrieben wird, zur Messung eines Pegels und/oder einer Fließgeschwindigkeit eines Fluids. In anderen Worten kann der Radarsensor dazu verwendet werden, einen Pegel und/oder eine Fließgeschwindigkeit eines Fluids in einem Behälter, einer Rinne, einem Kanal oder einem Fluß oder Ähnlichem zu messen. Insbesondere bei der Bestimmung der Fließgeschwindigkeit des Fluids kann der Doppler-Effekt ausgenutzt werden, so dass ohne weitere Sensorik die Fließgeschwindigkeit bestimmt werden kann, insbesondere mithilfe der Veränderung der Brechungseigenschaften der Linse.
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Ein weiterer Aspekt betrifft die Verwendung eines Radarsensors, wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, zur Füllstands- und/oder Grenzstandüberwachung einer Anlage und zur Überwachung eines Sicherheitsbereichs der Anlage. Mit anderen Worten überwacht der Radarsensor den Füllstand und/oder Grenzstand in oder auf einer Anlage, wobei der Radarsensor gleichzeitig einen Sicherheitsbereich beispielsweise um die Anlage herum überwachen kann. Somit können Anordnungen, wie beispielsweise Lichtschranken oder Ähnliches, eingespart werden, da der Radarsensor die Funktionen der beispielhaften Lichtschranke übernimmt.
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Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zum Verändern einer dielektrischen Eigenschaft einer Linsenanordnung, wie sie voranstehend und nachfolgend beschrieben wird, wobei das Verfahren die Schritte aufweisen kann:
- - Steuern eines Füllgrades eines dielektrischen Mediums mittels eines Aktuators in einer befüllbaren dielektrischen Linse,
- - Verformen einer Linse zur Veränderung der Brechungseigenschaften der Linse.
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In anderen Worten können mittels des Verfahrens die Brechungseigenschaften einer Linsenanordnung verändert werden, insbesondere durch das Befüllen einer Linse mit einem dielektrischen Medium oder Fluid oder durch das Verformen der Linse mithilfe eines Aktuators. Alternativ kann sowohl der Füllgrad eines dielektrischen Fluids in der Linse durch den Aktuator gesteuert werden als auch die Linse verformt werden, wobei der Aktuator die Verformung in der Linse bewirken kann.
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Merkmale und Elemente des Radarsensors und/oder der Linsenanordnung, so wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, können Merkmale, Elemente und Schritte des Verfahrens, so wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, sein und umgekehrt.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Programmelement, das, wenn es auf einem Aktuator einer Linsenanordnung ausgeführt wird, den Aktuator anleitet, Schritte des Verfahrens, so wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, durchzuführen.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein computerlesbares Medium, auf welchem ein Programmelement, so wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, hinterlegt ist.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
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Figurenliste
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- 1 zeigt einen Radarsensor gemäß einem Ausführungsbeispiel.
- 2 zeigt einen Radarsensor gemäß einem Ausführungsbeispiel.
- 3 zeigt eine Linse gemäß einem Ausführungsbeispiel.
- 4 zeigt einen Radarsensor gemäß einem Ausführungsbeispiel.
- 5 zeigt einen Radarsensor gemäß einem Ausführungsbeispiel.
- 6 zeigt eine Messanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
- 7 zeigt eine Messanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
- 8 zeigt eine Messanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
- 9 zeigt eine Messanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
- 10 zeigt ein Flussdiagramm zur Illustration von Schritten eines Verfahrens zum Betreiben eines Radarsensors gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. In den Figuren können gleiche, gleichwirkende oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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1 zeigt einen Radarsensor 200, welcher eine Radarsignalquelle 202 umfasst sowie eine Linsenanordnung 100. Die Linsenanordnung 100 weist dabei eine Linse 102 auf. Die Linse 102 ist in einen ersten Teil 110 und in einen zweiten Teil 112 unterteilt. Zudem weist die Linsenanordnung 100 einen Aktuator 104 auf, welcher dazu eingerichtet ist, den ersten Teil 110 und den zweiten Teil 112 der Linse 102 in ihren jeweiligen Brechungseigenschaften zu verändern.
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2 zeigt einen Radarsensor 200, welcher eine Radarsignalquelle 202 aufweist. Zudem weist der Radarsensor 200 eine Linsenanordnung 100 auf. Die Linsenanordnung 100 weist eine Linse 102 auf, welche einen ersten Teil 110, einen zweiten Teil 112 und einen dritten Teil 114 umfasst. Zudem weist die Linsenanordnung 100 einen Aktuator 104 auf. Der Aktuator 104 kann dazu eingerichtet sein, den ersten Teil 110 und den zweiten Teil 112 der Linse 102 in ihren Brechungseigenschaften zu verändern. Der dritte Teil 114 in der Linse 102 kann bevorzugt eine Festlinse sein. Dabei kann der Aktuator 104 die Brechungseigenschaften des dritten Teils 114 nicht verändern. Der Aktuator 104 kann dazu eingerichtet sein, den ersten Teil 110 der Linse 102 mit einem Fluid zu befüllen. Zudem kann der Aktuator 104 dazu eingerichtet sein, das Fluid in dem ersten Teil 110 der Linse 102 durch ein weiteres Fluid 108 auszutauschen, wobei das weitere Fluid 108 in dem Aktuator 104 gelagert werden kann.
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3 zeigt eine Linse 102, welche in eine Vielzahl von Kammern 116 unterteilt ist. Dabei kann der Aktuator 104 dazu eingerichtet sein, die Brechungseigenschaften einer einzelnen Kammer oder aller Kammern stufenlos zu verstellen.
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4 zeigt einen Radarsensor 200, welcher eine Radarsignalquelle 202 umfasst. Zudem kann der Radarsensor 200 eine Linsenanordnung 100 aufweisen, welche eine Linse 102 sowie einen Aktuator 104 aufweist. Die Linse 102 kann mit einem dielektrischen Fluid 106 befüllt werden. Dabei verändert das dielektrische Fluid 106 die Brechungseigenschaften der Linse 102. Der Aktuator kann den Füllgrad in der Linse 102 des dielektrischen Fluids 106 kontrollieren bzw. verändern, so dass eine Brennweite oder ein Überwachungsbereich der Linsenanordnung 160 durch die Veränderung des Füllgrades verändert werden kann.
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5 zeigt einen Radarsensor 200, welcher eine Radarsignalquelle 202 aufweist. Zudem weist der Radarsensor eine Linsenanordnung 100 auf. Zudem weist der Radarsensor 200 eine weitere Linse 400 auf. Die weitere Linse 400 kann in Reihe zur Linsenanordnung 100 angeordnet sein. Alternativ kann auch zuerst die Linsenanordnung 100 angeordnet werden und die weitere Linse 400 in Reihe zur Linsenanordnung 100 geschaltet werden.
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6 zeigt eine Messanordnung, welche einen Radarsensor 200 aufweist. Der Radarsensor 200 ist an einem Behälter 210 angeordnet. Der Radarsensor 200 kann einen Messbereich 500 überwachen. Der Radarsensor 200 weist eine schräge Einbaurichtung auf, so dass durch die Linsenanordnung 100 und die Veränderung der Brechungseigenschaften der Linse 102 der Messbereich 500 optimal an einen Behälter 210 angepasst werden kann.
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7 zeigt eine Messanordnung, welche einen Radarsensor 200 aufweist. Der Radarsensor ist dazu eingerichtet, einen Messbereich 500 zu überwachen. Zudem kann der Radarsensor dazu eingerichtet sein, einen weiteren Messbereich 600 zu überwachen. In dem Messbereich 500 kann die Topologie eines Füllgutes bestimmt werden. In einem weiteren Messbereich 600 kann mittels des Radarsensors 200 kontinuierlich die Höhe des Füllgutes ermittelt werden.
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8 zeigt eine Messanordnung, welche einen Radarsensor 200 aufweist. Der Radarsensor 200 kann einen Sicherheitsbereich 800 überwachen sowie eine Anlage 700 (z.B. Schüttgutkegel). Dabei kann der Radarsensor überprüfen, ob sich Gegenstände und/oder eine Person in dem Sicherheitsbereich 800 befinden, welche ein Eingreifen in die Anlage 700 nötig machen.
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9 zeigt eine Messanordnung, welche einen Radarsensor 200 aufweist. Zudem kann die Messanordnung eine Anlage 700 aufweisen, welche als Förderband ausgestaltet ist. Der Radarsensor 200 kann einen Messbereich 500 überwachen, wobei ein Füll- und/oder Grenzstand des Förderbands 700 ermittelt werden kann. Zudem kann der Radarsensor 200 einen Sicherheitsbereich 800 überwachen, wobei der Radarsensor dazu eingerichtet sein kann, durch die Veränderung der dielektrischen Eigenschaft den sicheren Betrieb der Anlage 700 zu gewährleisten. Dies kann insbesondere dadurch erfolgen, dass ein Gegenstand und/oder eine Person im Sicherheitsbereich 800 durch den Radarsensor 200 ermittelt werden kann.
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10 zeigt ein Flussdiagramm zur Illustration von Schritten eines Verfahrens zum Verändern einer dielektrischen Eigenschaft einer Linsenanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann das Verfahren den Schritt Steuern S1 eines Füllgrades eines dielektrischen Mediums mittels eines Aktuators in einer befüllbaren Linse aufweisen. Zudem kann das Verfahren den Schritt Verformen S2 einer Linse zur Veränderung der Brechungseigenschaften der Linse aufweisen. In anderen Worten kann das Verfahren den Füllgrad eines dielektrischen Mediums in einer befüllbaren Linse durch einen Aktuator steuern sowie eine Verformung der Linse durch den Aktuator bewirken, so dass eine Veränderung der dielektrischen Eigenschaften der Linse erreicht werden kann. Dies kann den Vorteil haben, dass mittels der Linsenanordnung und dem Verfahren zwei Messbereiche überwacht werden können.
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Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend“ und „aufweisend“ keine anderen Elemente ausschließt und die unbestimmten Artikel „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.
