التطورات العامة في مجال الإلكترونيات الدقيقة وتكنولوجيا المستشعرات تعطي سببًا للأمل في إمكانية تحقيق تحسين في السلامة المهنية من خلال توافر أجهزة كشف عن الوجود والاقتراب موثوقة ومتينة وقليلة الصيانة ورخيصة الثمن. ستصف هذه المقالة تقنية الاستشعار ، وإجراءات الكشف المختلفة ، والشروط والقيود المطبقة على استخدام أنظمة الاستشعار ، وبعض الدراسات المكتملة وأعمال التقييس في ألمانيا.
معايير كاشف الوجود
يعد التطوير والاختبار العملي لأجهزة الكشف عن الوجود أحد أكبر التحديات المستقبلية للجهود التقنية في تحسين السلامة المهنية وحماية الأفراد بشكل عام. أجهزة كشف الوجود هي أجهزة استشعار ترسل إشارات موثوقة ويقين إلى قرب وجود شخص أو اقترابه. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يحدث هذا التحذير بسرعة حتى يمكن أن يحدث إجراء مراوغ أو كبح أو إيقاف تشغيل آلة ثابتة قبل حدوث التلامس المتوقع. سواء كان الأشخاص كبارًا أو صغارًا ، بغض النظر عن وضعهم أو طريقة لبسهم ، يجب ألا يكون لها أي تأثير على موثوقية المستشعر. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يكون المستشعر مؤكدًا في الأداء وأن يكون قويًا وغير مكلف ، بحيث يمكن استخدامه في أكثر الظروف تطلبًا ، مثل مواقع البناء والتطبيقات المحمولة ، مع الحد الأدنى من الصيانة. يجب أن تكون المستشعرات مثل الوسادة الهوائية لأنها لا تحتاج إلى صيانة وجاهزة دائمًا. نظرًا لإحجام بعض المستخدمين عن الحفاظ على ما قد يعتبرونه معدات غير أساسية ، فقد تُترك أجهزة الاستشعار بدون خدمة لسنوات. ميزة أخرى لكاشفات الوجود ، وهي أكثر احتمالًا لطلبها ، هي أنها تكتشف أيضًا عقبات أخرى غير البشر وتنبه المشغل في الوقت المناسب لاتخاذ إجراءات دفاعية ، وبالتالي تقليل تكاليف الإصلاح والأضرار المادية. هذا سبب لتثبيت أجهزة كشف التواجد التي لا ينبغي التقليل من شأنها.
تطبيقات الكاشف
يمكن تجنب أو التقليل من الحوادث المميتة والإصابات الخطيرة التي تبدو كأفعال فردية حتمية ، شريطة أن تصبح أجهزة الكشف عن الوجود أكثر قبولًا كإجراء وقائي في مجال السلامة المهنية. تتحدث الصحف عن هذه الحوادث في كثير من الأحيان: هنا أصيب شخص ما بلودر يتحرك للخلف ، وهناك لم يرى المشغل شخصًا دهسته العجلة الأمامية لمجرفة كهربائية. الشاحنات التي تتحرك للخلف في الشوارع ومباني الشركات ومواقع البناء هي سبب العديد من الحوادث للناس. لم تعد الشركات التي تم ترشيدها بدقة في الوقت الحاضر توفر السائقين المساعدين أو الأشخاص الآخرين للعمل كمرشدين للسائق الذي يقوم بنسخ احتياطي للشاحنة. يمكن أن تمتد هذه الأمثلة على حوادث الحركة بسهولة إلى معدات متحركة أخرى ، مثل شاحنات الرافعة الشوكية. ومع ذلك ، هناك حاجة ماسة إلى استخدام أجهزة الاستشعار لمنع الحوادث التي تنطوي على معدات شبه متنقلة وثابتة بحتة. ومن الأمثلة على ذلك المناطق الخلفية لآلات التحميل الكبيرة ، والتي حددها موظفو السلامة على أنها مناطق خطرة يمكن تحسينها من خلال استخدام أجهزة استشعار غير مكلفة. يمكن تكييف العديد من الاختلافات في أجهزة الكشف عن الوجود بشكل مبتكر للمركبات الأخرى والمعدات المتنقلة الكبيرة للحماية من أنواع الحوادث التي تمت مناقشتها في هذه المقالة ، والتي تتسبب عمومًا في أضرار جسيمة وإصابات خطيرة ، إن لم تكن مميتة.
يبدو أن ميل الحلول المبتكرة إلى أن تصبح أكثر انتشارًا يعد بأن أجهزة الكشف عن الوجود ستصبح تقنية أمان قياسية في التطبيقات الأخرى ؛ ومع ذلك ، هذا ليس هو الحال في أي مكان. ومن المتوقع حدوث هذا الاختراق ، بدافع الحوادث والأضرار المادية العالية ، في المراقبة خلف شاحنات التوصيل والشاحنات الثقيلة وللمناطق الأكثر ابتكارًا في "التقنيات الجديدة" - آلات الروبوت المتنقلة في المستقبل.
يتطلب تباين مجالات التطبيق لأجهزة كشف التواجد وتنوع المهام - على سبيل المثال ، تحمل الكائنات (حتى الأجسام المتحركة ، في ظل ظروف معينة) التي تنتمي إلى مجال الكشف والتي لا ينبغي أن تطلق إشارة - أجهزة استشعار فيها " تدعم تقنية التقييم الذكي "آليات وظيفة المستشعر. يمكن تطوير هذه التكنولوجيا ، وهي مسألة تتعلق بالتطوير المستقبلي ، من أساليب تعتمد على مجال الذكاء الاصطناعي (Schreiber and Kuhn 1995). حتى الآن ، أدت العالمية المحدودة إلى تقييد شديد للاستخدامات الحالية لأجهزة الاستشعار. هناك ستائر خفيفة قضبان خفيفة حصائر الاتصال مجسات الأشعة تحت الحمراء السلبية كاشفات الموجات فوق الصوتية وحركة الرادار التي تستخدم تأثير دوبلر ؛ أجهزة الاستشعار التي تجري قياسات الوقت المنقضي للموجات فوق الصوتية والرادار ونبضات الضوء ؛ والماسحات الضوئية بالليزر. لا يتم تضمين كاميرات التلفزيون العادية المتصلة بالشاشات في هذه القائمة لأنها ليست أجهزة كشف عن الوجود. ومع ذلك ، يتم تضمين تلك الكاميرات التي يتم تنشيطها تلقائيًا عند استشعار وجود شخص.
تقنية الاستشعار
اليوم ، تتمثل مشكلات المستشعر الرئيسية في (1) تحسين استخدام التأثيرات الفيزيائية (الأشعة تحت الحمراء ، والضوء ، والموجات فوق الصوتية ، والرادار ، وما إلى ذلك) و (2) المراقبة الذاتية. يتم تطوير الماسحات الضوئية بالليزر بشكل مكثف لاستخدامها كأدوات ملاحية للروبوتات المتنقلة. لهذا الغرض ، يجب حل مهمتين مختلفتين جزئيًا من حيث المبدأ: التنقل في الروبوت وحماية الأشخاص (والمواد أو المعدات) الموجودة حتى لا يتم ضربهم أو دهسهم أو إمساكهم (Freund، Dierks and Rossman 1993 ). لا يمكن أن تحتفظ الروبوتات المتنقلة المستقبلية بنفس فلسفة السلامة المتمثلة في "الفصل المكاني بين الإنسان والروبوت" والتي يتم تطبيقها بشكل صارم على الروبوتات الصناعية الثابتة اليوم. هذا يعني وضع علاوة عالية على الأداء الموثوق به لكاشف الوجود المراد استخدامه.
غالبًا ما يرتبط استخدام "التكنولوجيا الجديدة" بمشاكل القبول ، ويمكن افتراض أن الاستخدام العام للروبوتات المتنقلة التي يمكنها التحرك والاستيعاب ، بين الناس في المصانع ، في مناطق المرور العامة ، أو حتى في المنازل أو المناطق الترفيهية ، لن يتم قبولها إلا إذا كانت مزودة بأجهزة كشف وجود متطورة للغاية ومتطورة وموثوقة. يجب تجنب الحوادث المذهلة بأي ثمن لتجنب تفاقم مشكلة القبول المحتملة. المستوى الحالي للإنفاق على تطوير هذا النوع من أجهزة استشعار الحماية المهنية لا يقترب من أخذ هذا في الاعتبار. لتوفير الكثير من التكاليف ، يجب تطوير أجهزة الكشف عن الوجود واختبارها في وقت واحد مع الروبوتات المتنقلة وأنظمة الملاحة ، وليس بعد ذلك.
فيما يتعلق بالسيارات ، اكتسبت أسئلة السلامة أهمية متزايدة. تشتمل سلامة الركاب المبتكرة في السيارات على أحزمة أمان ثلاثية النقاط ومقاعد أطفال وأكياس هوائية ونظام الفرامل المانعة للانغلاق الذي تم التحقق منه من خلال اختبارات التصادم التسلسلية. تمثل تدابير السلامة هذه جزءًا متزايدًا نسبيًا من تكاليف الإنتاج. تعتبر الوسادة الهوائية الجانبية وأنظمة استشعار الرادار لقياس المسافة إلى السيارة أمامك تطورات تطورية في حماية الركاب.
تحظى السلامة الخارجية للمركبة - أي حماية الأطراف الثالثة - باهتمام متزايد. في الآونة الأخيرة ، كانت هناك حاجة إلى حماية جانبية ، بشكل أساسي للشاحنات ، لمنع راكبي الدراجات النارية وراكبي الدراجات والمشاة من خطر السقوط تحت العجلات الخلفية. تتمثل الخطوة المنطقية التالية في مراقبة المنطقة خلف المركبات الكبيرة بأجهزة كشف الوجود وتركيب معدات تحذير للمنطقة الخلفية. سيكون لهذا تأثير جانبي إيجابي يتمثل في توفير التمويل المطلوب لتطوير واختبار وتوفير أقصى أداء ، والمراقبة الذاتية ، وخالية من الصيانة وتعمل بشكل موثوق ، وأجهزة استشعار غير مكلفة لأغراض السلامة المهنية. ستسهل العملية التجريبية التي تتماشى مع التنفيذ الواسع لأجهزة الاستشعار أو أنظمة الاستشعار إلى حد كبير الابتكار في مجالات أخرى ، مثل مجارف الطاقة واللوادر الثقيلة وغيرها من الأجهزة المحمولة الكبيرة التي تدعم ما يصل إلى نصف الوقت أثناء تشغيلها. تعتبر العملية التطورية من الروبوتات الثابتة إلى الروبوتات المتنقلة مسارًا إضافيًا لتطوير أجهزة الكشف عن الوجود. على سبيل المثال ، يمكن إجراء تحسينات على المستشعرات المستخدمة حاليًا في أجهزة نقل المواد الروبوتية المتنقلة أو "جرارات المصانع بدون سائق" ، والتي تتبع مسارات ثابتة وبالتالي تتطلب متطلبات أمان منخفضة نسبيًا. يعد استخدام أجهزة الكشف عن الوجود الخطوة المنطقية التالية في تحسين السلامة في مجال نقل المواد والركاب.
إجراءات الكشف
يمكن استخدام المبادئ الفيزيائية المختلفة ، المتاحة فيما يتعلق بالقياس الإلكتروني وطرق المراقبة الذاتية ، وإلى حد ما ، إجراءات الحوسبة عالية الأداء ، لتقييم وحل المهام المذكورة أعلاه. من المحتمل أن يتم إنجاز تشغيل الآلات الآلية (الروبوتات) الشائعة جدًا في أفلام الخيال العلمي ، دون عناء وبشكل مؤكد ، في العالم الحقيقي من خلال استخدام تقنيات التصوير وخوارزميات التعرف على الأنماط عالية الأداء جنبًا إلى جنب مع طرق قياس المسافة المماثلة لتلك يعمل بواسطة الماسحات الضوئية الليزرية. يجب التعرف على الموقف المتناقض المتمثل في أن كل ما يبدو بسيطًا للناس صعبًا على الإنسان الآلي. على سبيل المثال ، يمكن محاكاة مهمة صعبة مثل لعب الشطرنج الممتاز (التي تتطلب نشاطًا للدماغ الأمامي) بسهولة أكبر وتنفيذها بواسطة الآلات الآلية أكثر من مهمة بسيطة مثل المشي في وضع مستقيم أو تنفيذ تنسيق حركة اليد والعين وغيرها (بوساطة منتصف والدماغ الخلفي). يتم وصف عدد قليل من هذه المبادئ والطرق والإجراءات المطبقة على تطبيقات أجهزة الاستشعار أدناه. بالإضافة إلى ذلك ، هناك عدد كبير من الإجراءات الخاصة للمهام الخاصة جدًا والتي تعمل جزئيًا مع مزيج من أنواع مختلفة من التأثيرات الجسدية.
ستائر وقضبان عازلة للضوء. من بين أول أجهزة الكشف عن الوجود كانت ستائر وقضبان حاجز الضوء. لديهم هندسة مراقبة مسطحة ؛ أي أن الشخص الذي تجاوز الحاجز لن يتم اكتشافه بعد الآن. يمكن اكتشاف يد المشغل ، أو وجود أدوات أو أجزاء ممسوكة في يد المشغل ، على سبيل المثال ، بسرعة وموثوقية باستخدام هذه الأجهزة. إنها تقدم مساهمة مهمة في السلامة المهنية للآلات (مثل المطابع وآلات التثقيب) التي تتطلب وضع هذه المواد يدويًا. يجب أن تكون الموثوقية عالية للغاية من الناحية الإحصائية ، لأنه عندما تصل اليد في مرتين إلى ثلاث مرات فقط في الدقيقة ، يتم إجراء حوالي مليون عملية في غضون بضع سنوات فقط. تم تطوير المراقبة الذاتية المتبادلة لمكونات المرسل والمستقبل إلى مستوى تقني عالٍ للغاية بحيث يمثل معيارًا لجميع إجراءات الكشف عن التواجد الأخرى.
دواسات الاتصال (تبديل الحصائر). هناك أنواع (مضخة) سلبية ونشطة من حصائر وأرضيات التلامس الكهربائية والهوائية ، والتي كانت تستخدم في البداية بأعداد كبيرة في وظائف الخدمة (فتاحات الأبواب) ، حتى تم استبدالها بأجهزة كشف الحركة. المزيد من التطوير يتطور مع استخدام أجهزة الكشف عن الوجود في جميع أنواع مناطق الخطر. على سبيل المثال ، أدى تطوير التصنيع الآلي مع تغيير وظيفة العامل - من تشغيل الآلة إلى مراقبة وظيفتها بدقة - إلى إنتاج طلب مماثل لأجهزة الكشف المناسبة. يعتبر توحيد هذا الاستخدام متقدمًا بشكل جيد (DIN 1995a) ، والقيود الخاصة (التخطيط والحجم والحد الأقصى المسموح به للمناطق "الميتة") استلزم تطوير الخبرة للتركيب في هذا المجال من الاستخدام.
تنشأ الاستخدامات المحتملة المثيرة للاهتمام لحصائر التلامس بالاقتران مع أنظمة روبوت متعددة يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر. يقوم المشغل بتبديل عنصر أو عنصرين بحيث يلتقط كاشف الوجود موقعه الدقيق ويبلغ الكمبيوتر ، الذي يدير أنظمة التحكم في الروبوت مع نظام مدمج لتجنب الاصطدام. في أحد الاختبارات التي أجراها معهد السلامة الفيدرالي الألماني (BAU) ، تم بناء أرضية حصيرة تلامس ، تتكون من حصائر صغيرة للمفاتيح الكهربائية ، تحت منطقة عمل ذراع الروبوت لهذا الغرض (Freund، Dierks and Rossman 1993). كان كاشف الوجود هذا على شكل رقعة شطرنج. يخبر حقل حصيرة المنشط على التوالي الكمبيوتر عن موضع المشغل (الشكل 1) وعندما اقترب المشغل من الروبوت ، تحرك بعيدًا. بدون كاشف التواجد ، لن يتمكن نظام الروبوت من التأكد من موقع المشغل ، وبالتالي لا يمكن حماية المشغل.
الشكل 1. شخص (يمين) وروبوتان في أجسام مغلفة محسوبة
العاكسات (مستشعرات الحركة وأجهزة الكشف عن الوجود). على الرغم من جدارة المستشعرات التي تمت مناقشتها حتى الآن ، إلا أنها ليست كاشفات للوجود بالمعنى الأوسع. إن ملاءمتها - لأسباب تتعلق بالسلامة المهنية في المقام الأول - للمركبات الكبيرة والمعدات المتنقلة الكبيرة تفترض مسبقًا خاصيتين مهمتين: (1) القدرة على مراقبة منطقة من موقع واحد ، و (2) الأداء الخالي من الأخطاء دون الحاجة إلى اتخاذ تدابير إضافية بشأن جزء من — على سبيل المثال ، استخدام الأجهزة العاكسة. إن اكتشاف وجود شخص يدخل المنطقة المراقبة ويظل متوقفًا حتى يذهب هذا الشخص يعني أيضًا الحاجة إلى اكتشاف شخص يقف ثابتًا تمامًا. وهذا يميز ما يسمى بأجهزة استشعار الحركة من أجهزة الكشف عن الوجود ، على الأقل فيما يتعلق بالمعدات المتنقلة ؛ يتم تشغيل مستشعرات الحركة دائمًا تقريبًا عند تشغيل السيارة.
مجسات الحركة. النوعان الأساسيان من مستشعرات الحركة هما: (1) "مستشعرات الأشعة تحت الحمراء السلبية" (PIRS) ، والتي تتفاعل مع أصغر تغيير في حزمة الأشعة تحت الحمراء في المنطقة المراقبة (أصغر حزمة يمكن اكتشافها هي حوالي 10-9 W مع مدى طول موجي من حوالي 7 إلى 20 ميكرومتر) ؛ و (2) مستشعرات الموجات فوق الصوتية والميكروويف باستخدام مبدأ دوبلر ، الذي يحدد خصائص حركة الجسم وفقًا لتغيرات التردد. على سبيل المثال ، يزيد تأثير دوبلر من وتيرة بوق القاطرة للمراقب عندما يقترب ، ويقلل التردد عندما تتحرك القاطرة بعيدًا. يتيح تأثير دوبلر بناء مجسات اقتراب بسيطة نسبيًا ، حيث يحتاج المستقبل فقط إلى مراقبة تردد إشارة نطاقات التردد المجاورة لظهور تردد دوبلر.
في منتصف السبعينيات ، أصبح استخدام كاشفات الحركة سائدًا في تطبيقات وظائف الخدمة مثل أجهزة فتح الأبواب ، وأمن السرقة ، وحماية الأشياء. للاستخدام الثابت ، كان اكتشاف شخص يقترب من نقطة خطر كافياً لإعطاء تحذير في الوقت المناسب أو لإيقاف تشغيل الجهاز. كان هذا هو الأساس لدراسة مدى ملاءمة أجهزة كشف الحركة لاستخدامها في السلامة المهنية ، وخاصة عن طريق PIRS (Mester et al. 1970). نظرًا لأن درجة حرارة الشخص الذي يرتدي ملابس أعلى من المنطقة المحيطة (الرأس 1980 درجة مئوية ، واليدين 34 درجة مئوية) ، فإن اكتشاف شخص يقترب أسهل إلى حد ما من اكتشاف الأشياء غير الحية. إلى حد محدود ، يمكن أن تتحرك أجزاء الماكينة في المنطقة المراقبة دون تشغيل الكاشف.
الطريقة السلبية (بدون جهاز الإرسال) لها مزايا وعيوب. الميزة هي أن نظام PIRS لا يضيف إلى مشاكل الضوضاء والضباب الدخاني الكهربائي. لأمان السرقة وحماية الأشياء ، من المهم بشكل خاص ألا يكون من السهل العثور على الكاشف. ومع ذلك ، فإن المستشعر الذي هو مجرد جهاز استقبال لا يمكنه أن يراقب فعاليته ، وهو أمر ضروري للسلامة المهنية. كانت إحدى طرق التغلب على هذا العيب هي اختبار بواعث الأشعة تحت الحمراء الصغيرة المعدلة (من 5 إلى 20 هرتز) التي تم تركيبها في المنطقة المراقبة والتي لم تقم بتشغيل المستشعر ، ولكن تم تسجيل حزمها مع تضخيم إلكتروني ثابت مضبوط على تردد التعديل. هذا التعديل حوله من مستشعر "سلبي" إلى مستشعر "نشط". وبهذه الطريقة كان من الممكن أيضًا التحقق من الدقة الهندسية للمنطقة المراقبة. يمكن أن تحتوي المرايا على نقاط عمياء ، ويمكن أن ينحرف اتجاه المستشعر السلبي عن طريق النشاط الخشن في النبات. يوضح الشكل 2 مخطط اختبار باستخدام PIRS بهندسة مراقبة على شكل عباءة هرمية. نظرًا لامتدادها الكبير ، يتم تثبيت مستشعرات الأشعة تحت الحمراء السلبية ، على سبيل المثال ، في ممرات مناطق التخزين على الرفوف.
الشكل 2. مستشعر الأشعة تحت الحمراء السلبية باعتباره كاشف اقتراب في منطقة خطر
بشكل عام ، أظهرت الاختبارات أن أجهزة الكشف عن الحركة غير مناسبة للسلامة المهنية. لا يمكن مقارنة أرضية المتحف الليلية بمناطق الخطر في مكان العمل.
كاشفات الصوت الفائق والرادار والنبضات الضوئية. تمتلك المستشعرات التي تستخدم مبدأ النبض / الصدى - أي قياسات الوقت المنقضي للموجات فوق الصوتية أو الرادار أو النبضات الضوئية - إمكانات كبيرة كأجهزة كشف الوجود. باستخدام الماسحات الضوئية الليزرية ، يمكن لنبضات الضوء أن تكتسح في تتابع سريع (عادةً بطريقة دوارة) ، على سبيل المثال ، أفقيًا ، وبمساعدة الكمبيوتر يمكن للمرء الحصول على ملف تعريف مسافة للأشياء الموجودة على مستوى والتي تعكس الضوء. إذا لم يكن مطلوبًا ، على سبيل المثال ، سطر واحد فحسب ، بل كل ما يكمن أمام الروبوت المتحرك في المنطقة التي يصل ارتفاعها إلى مترين ، فيجب معالجة كميات كبيرة من البيانات لتصوير المنطقة المحيطة. سيتألف كاشف الوجود "المثالي" المستقبلي من مزيج من العمليتين التاليتين:
- سيتم استخدام عملية التعرف على الأنماط ، والتي تتكون من كاميرا وجهاز كمبيوتر. يمكن أن تكون الأخيرة أيضًا "شبكة عصبية".
- هناك حاجة إلى عملية مسح بالليزر أيضًا لقياس المسافات ؛ يأخذ هذا تأثيرًا في مساحة ثلاثية الأبعاد من عدد من النقاط الفردية المحددة بواسطة عملية التعرف على الأنماط ، والتي تم إنشاؤها للحصول على المسافة والحركة حسب السرعة والاتجاه.
يوضح الشكل 3 ، من مشروع BAU المذكور سابقًا (Freund و Dierks و Rossman 1993) ، استخدام ماسح ضوئي بالليزر على روبوت متنقل يفترض أيضًا مهام ملاحية (عبر حزمة استشعار الاتجاه) وحماية الاصطدام للأشياء في الحال المنطقة المجاورة (عبر شعاع قياس الأرض للكشف عن الوجود). بالنظر إلى هذه الميزات ، فإن الروبوت المحمول لديه القدرة على القيادة الآلية النشطة النشطة (أي القدرة على الالتفاف حول العقبات). من الناحية الفنية ، يتم تحقيق ذلك من خلال استخدام زاوية 45 درجة لدوران الماسح الضوئي باتجاه الخلف على كلا الجانبين (إلى المنفذ ويمين الروبوت) بالإضافة إلى زاوية 180 درجة باتجاه الأمام. ترتبط هذه الحزم بمرآة خاصة تعمل كستارة خفيفة على الأرض أمام الروبوت المتحرك (توفر خط رؤية أرضي). إذا جاء انعكاس الليزر من هناك ، يتوقف الروبوت. في حين أن الماسحات الضوئية الليزرية والضوئية المعتمدة للاستخدام في السلامة المهنية متوفرة في السوق ، فإن أجهزة الكشف عن الوجود هذه لديها إمكانات كبيرة لمزيد من التطوير.
الشكل 3. روبوت متحرك مع ماسح ضوئي بالليزر لاستخدامه في الملاحة وكشف الوجود
أجهزة استشعار الموجات فوق الصوتية والرادار ، التي تستخدم الوقت المنقضي من الإشارة إلى الاستجابة لتحديد المسافة ، أقل تطلبًا من منظور تقني وبالتالي يمكن إنتاجها بتكلفة أقل. منطقة المستشعر على شكل مضرب ولها نوادي جانبية أصغر أو أكثر مرتبة بشكل متماثل. تحدد سرعة انتشار الإشارة (الصوت: 330 م / ث ، الموجة الكهرومغناطيسية: 300,000 كم / ث) السرعة المطلوبة للإلكترونيات المستخدمة.
أجهزة تحذير المنطقة الخلفية. في معرض هانوفر عام 1985 ، أظهرت جامعة الأعمال البريطانية نتائج مشروع أولي حول استخدام أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية لتأمين المنطقة خلف المركبات الكبيرة (Langer and Kurfürst 1985). تم تركيب نموذج بالحجم الكامل لرأس مستشعر مصنوع من مستشعرات Polaroid ™ على الجدار الخلفي لشاحنة الإمداد. يوضح الشكل 4 أداءه بشكل تخطيطي. ينتج القطر الكبير لهذا المستشعر زاوية صغيرة نسبيًا (حوالي 18 درجة) ، ومساحات قياس طويلة المدى على شكل مضرب ، مرتبة بجوار بعضها البعض وتعيينها على نطاقات إشارة قصوى مختلفة. في الممارسة العملية ، يسمح للمرء بتعيين أي هندسة مراقبة مرغوبة ، والتي يتم مسحها ضوئيًا بواسطة المستشعرات تقريبًا أربع مرات في الثانية لوجود أو دخول الأشخاص. تحتوي أنظمة التحذير الأخرى المثبتة في المنطقة الخلفية على العديد من أجهزة الاستشعار الفردية المتوازية.
الشكل 4. ترتيب رأس القياس والمساحة المرصودة على الجانب الخلفي من الشاحنة
كان هذا العرض الحي نجاحًا كبيرًا في المعرض. وبينت أنه تتم دراسة تأمين المنطقة الخلفية للمركبات والمعدات الكبيرة في العديد من الأماكن - على سبيل المثال ، من قبل اللجان المتخصصة لاتحادات التجارة الصناعية (بيروفسجينوسنسشافتين)، وشركات التأمين على الحوادث البلدية (المسؤولة عن المركبات البلدية) ، ومسؤولي الرقابة على الصناعة بالولاية ، ومنتجي أجهزة الاستشعار ، الذين كانوا يفكرون أكثر فيما يتعلق بالسيارات كمركبات خدمة (بمعنى التركيز على أنظمة وقوف السيارات للحماية من تلف جسم السيارة). تم تشكيل لجنة مخصصة من المجموعات للترويج لأجهزة الإنذار في المنطقة الخلفية بشكل عفوي واضطلعت كمهمة أولى بإعداد قائمة بالمتطلبات من منظور السلامة المهنية. مرت عشر سنوات تم خلالها عمل الكثير في مجال مراقبة المنطقة الخلفية - ربما كانت المهمة الأكثر أهمية لكاشفات التواجد ؛ لكن الاختراق الكبير ما زال مفقودًا.
تم تنفيذ العديد من المشاريع باستخدام مستشعرات الموجات فوق الصوتية - على سبيل المثال ، على رافعات الفرز الخشبية المستديرة ، والمجارف الهيدروليكية ، والمركبات البلدية الخاصة ، ومركبات الخدمات الأخرى ، وكذلك على شاحنات الرافعة الشوكية والرافعات (Schreiber 1990). تعتبر أجهزة التحذير في المنطقة الخلفية مهمة بشكل خاص للآلات الكبيرة التي تدعم معظم الوقت. تستخدم أجهزة الكشف عن وجود الموجات فوق الصوتية ، على سبيل المثال ، لحماية المركبات المتخصصة بدون سائق مثل آلات مناولة المواد الروبوتية. بالمقارنة مع مصدات المطاط ، تتمتع هذه المستشعرات بمنطقة كشف أكبر توفر الكبح قبل إجراء التلامس بين الماكينة والجسم. أجهزة الاستشعار المقابلة للسيارات هي تطورات مناسبة وتنطوي على متطلبات أقل صرامة إلى حد كبير.
في غضون ذلك ، قامت لجنة المعايير الفنية لنظام النقل التابعة لـ DIN بإعداد المعيار 75031 ، "أجهزة الكشف عن العوائق أثناء الرجوع" (DIN 1995b). تم تحديد المتطلبات والاختبارات لنطاقين: 1.8 متر لشاحنات الإمداد و 3.0 متر - منطقة تحذير إضافية - للشاحنات الأكبر حجمًا. يتم ضبط المنطقة المراقبة من خلال التعرف على أجسام الاختبار الأسطوانية. النطاق البالغ 3 أمتار يدور أيضًا حول حد ما هو ممكن تقنيًا حاليًا ، حيث يجب أن تحتوي أجهزة استشعار الموجات فوق الصوتية على أغشية معدنية مغلقة ، نظرًا لظروف عملها القاسية. يتم تحديد متطلبات المراقبة الذاتية لنظام الاستشعار ، حيث لا يمكن تحقيق الهندسة المرصودة المطلوبة إلا من خلال نظام من ثلاثة أجهزة استشعار أو أكثر. يوضح الشكل 5 جهاز تحذير للمنطقة الخلفية يتكون من ثلاثة أجهزة استشعار بالموجات فوق الصوتية (Microsonic GmbH 1996). الأمر نفسه ينطبق على جهاز الإعلام في كابينة السائق ونوع إشارة التحذير. محتويات المعيار DIN 75031 موضحة أيضًا في تقرير ISO الفني الدولي TR 12155 ، "المركبات التجارية - جهاز الكشف عن العوائق أثناء الرجوع" (ISO 1994). طور العديد من منتجي أجهزة الاستشعار نماذج أولية وفقًا لهذا المعيار.
الشكل 5. شاحنة متوسطة الحجم مزودة بجهاز تحذير للمنطقة الخلفية (صورة ميكروسونيك).
وفي الختام
منذ أوائل السبعينيات ، عملت العديد من المؤسسات والشركات المصنعة لأجهزة الاستشعار على تطوير وإنشاء "أجهزة كشف التواجد". في التطبيق الخاص "لأجهزة التحذير في المنطقة الخلفية" يوجد معيار DIN 1970 و ISO Report TR 75031. في الوقت الحالي تجري Deutsche Post AG اختبارًا رئيسيًا. قامت العديد من الشركات المصنعة لأجهزة الاستشعار بتجهيز خمس شاحنات متوسطة الحجم بمثل هذه الأجهزة. النتيجة الإيجابية لهذا الاختبار هي إلى حد كبير في مصلحة السلامة المهنية. كما تم التأكيد في البداية ، فإن أجهزة الكشف عن الوجود بالأرقام المطلوبة تمثل تحديًا كبيرًا لتكنولوجيا السلامة في العديد من مجالات التطبيق المذكورة. لذلك يجب أن تكون قابلة للتحقيق بتكلفة منخفضة إذا كانت الأضرار التي لحقت بالمعدات والآلات والمواد ، وقبل كل شيء ، الإصابات التي تلحق بالأشخاص ، والتي غالبًا ما تكون خطيرة جدًا ، ستُحال إلى الماضي.