다양한 작업 환경에서 작업자를 안전하게 보호하는 레이더 시스템

LBK 레이더 시스템은 위험 구역을 모니터링하는 안전 센서 솔루션이다. 스파크나 먼지, 분진 등이 발생하는 열악한 환경에서 센서를 효율적으로 운영을 할 수 있으며, 기존의 광학 센서로는 어려웠던 안전 솔루션을 구현할 수 있다.

레이더 기술을 적용한 안전 센서 솔루션

Leuze는 광학 센서 분야의 선도 기업으로, 지난 50년간 최신 센서 기술과 솔루션을 끊임없이 제공해 왔다. 특히 안전 기술 분야에서 다양한 어플리케이션에 광학 안전 구성요소와 서비스 그리고 솔루션을 적용해 왔다. 최근에 Leuze는 안전 기술에 있어 새로운 작동 원리를 구현하는 LBK 안전 레이더 시스템을 출시했다. 이 제품은 항공기나 선박의 위치를 찾는데 사용하는 레이더 기술을 기반으로 개발되었으며, 이 레이더 기술은 기계와 기계 근처에서 작업해야 하는 위험 구역을 보호하는데 효율적이다. 이는 기존의 광학 센서를 이용하여 해결할 수 없었던 응용분야에 솔루션을 제공하는 기술이다. 특히 스파크나 먼지, 분진 등이 발생하는 열악한 환경에서도 안정적으로 작동한다는 것이 큰 장점이다.

레이더파를 이용한 물체 감지

LBK 시스템은 24 GHz 주파수 범위에서 작동하는데, 이는 전자기파가 음파보다 훨씬 짧다. 레이더 파는 빛과 달리 비금속 물체를 통과할 수 있다. 안테나가 통합된 이 소형 센서는 전자기파를 방출하고, 물체에 반사되며 센서가 이 값을 수신하여 계산한다. LBK 레이더 시스템의 전자기파는 사람에게 완전히 무해한 전파이다.

LBK 시스템으로 해결할 수 있는 새로운 애플리케이션

LBK 센서는 레이더 주파수 전자기파의 속성을 사용하여 정확도가 매우 높다. 이 레이더 파는 먼지와 용접 스파크 그리고 칩과 같은 비금속 물체를 별 영향 없이 통과한다. 예를 들어, 목재 또는 플라스틱 가공 산업은 많은 양의 분진과 입자가 발생하는데, LBK 시스템은 분진이나 파편과 같은 입자에 영향을 받지 않는다. 레이더가 입자를 통과하더라도 작은 입자들은 극소량의 레이더파만 반사한다. 하지만 사람에 의해 반사되는 레이더파의 양은 나무 파편이나 수분에 의해 반사되는 레이더파의 양과 다르게 매우 많다. 그렇기 때문에 LBK는 반사되는 파장이 사람으로부터 반사되는 것인지 비금속 입자로부터 반사되는 것인지 구분할 수 있다. 다시 설명하면, 공기 중의 입자는 감지하지 않지만 사람은 감지할 수 있다. 만약 위험구역에 사람이 진입할 경우 LBK 시스템은 기계의 작동을 중단한다. 3차원의 레이더파를 방출하기 때문에, 표면뿐만 아니라 공간의 부피도 모니터링할 수 있다. 이로 인해 LBK는 위험 구역에 머물러 있는 사람이 서있거나 무릎을 굽히거나 누워있는 등 자세에 상관없이 감지할 수 있다.

LBK 시스템은 정적인 물체와 동적인 물체를 안정적으로 구분한다.

사람의 움직임을 감지하는 방식

LBK 레이더 시스템은 안전 기술에 있어서 새로운 작동 원리인 FMCW Frequency Modulated Continuous Wave(주파수 변조 연속파)를 사용한다. FMCW는 전송 주파수가 정의된 대역 안에서 변한다. 기본 주파수에서 시작하여 연속적으로 최대 주파수까지 증가하였다가 기본 주파수로 다시 돌아온다. 만일 사람이 이 신호를 반사하면 이 신호는 타임 간격을 두고 수신기에 도달하기 때문에, 전송 신호에서 수신 신호를 빼면 다른 주파수가 생성된다. LBK 센서와 사람 사이의 거리가 일정하게 유지되면 주파수 편차도 그 값을 유지한다. 예를 들어, 사람이 움직이고, 전송된 신호와 수신된 신호 간의 타임 딜레이가 바뀌면 주파수 편차도 바뀐다. 사람이 빨리 움직일수록 주파수 편차의 변화도 커진다. 이런 방식으로 LBK 센서는 사람이 움직이는 속도를 측정할 수 있다.

정밀하게 움직임을 감지하여 기계의 재가동을 방지

이 방법은 레이더 도플러라고 하는데 매우 높은 정확도로 움직임을 측정할 수 있다. LBK는 빠르게 움직이는 사람뿐만 아니라 서있는 사람도 감지할 수 있다. 사람이 서있는 경우에도 맥박이나 심장 박동 등 약간의 움직임을 감지하여 위험 구역에 있는 사람을 팔레트나 기계 등의 정적 물체와 정확하게 구분할 수 있다. 따라서 LBK 시스템은 보호 구역 내에 움직임이 없는 자재 컨테이너가 있다면 기계의 작동을 중단시키지 않지만 사람이 진입하는 경우에는 다르게 작동한다. 약간의 움직임이 있더라도 기계에 스위치 오프 신호를 보내기 때문에 누군가가 실제로 위험 구역에 있는 경우에만 작동 프로세스를 중단한다. 이런 방식으로 LBK 시스템은 다운 타임을 줄이고, 시스템 가용성과 비용 효율성을 높인다. 작업자가 위험 구역을 떠났을 경우에 기계를 다시 작동하기 때문에 높은 수준의 안전 보호를 구현할 수 있다.

어플리케이션 환경에 맞추어 운영 가능한 안전 시스템

LBK 안전 레이더 시스템은 열악한 환경의 어플리케이션 외에도, 숨겨진 사각지대에서 예기치 않은 기계나 시스템의 재시동을 방지하고 모니터링하기 위해 사용되기도 한다. 사용자는 이 시스템을 개별적인 요건에 맞게 조정할 수 있다. 이 시스템은 최대 6개의 레이더 센서와 이를 연결할 수 있는 컨트롤러로 구성된다. 센서 배치와 조정 가능한 작동 범위 그리고 센서의 감지 각도 등을 선택할 수 있어, 위험 구역에서 모니터링할 영역을 유연하게 조정할 수 있다. 사용자는 작동하기 쉬운 구성 소프트웨어를 사용하여 시스템 파라미터를 간편하게 세팅할 수 있다. 또는 고객의 요청에 따라, Leuze의 인증 안전 전문가가 시스템의 구성 및 시운전을 실시할 수 있다.