Messung von Beschleunigung & Neigung

Heckklappen von Kraftfahrzeugen lassen sich automatisch öffnen und schließen. Zum Teil wird die Heckklappe noch bis zu einem Öffnungswinkel von ca. 15 Grad von Hand geführt und öffnet sich anschließend selbstständig und vollständig. Die Heckklappe darf nach dem Auftreffen auf den Anschlägen nicht sichtbar nachschwingen. Um dieses Öffnungsverhalten präzise analysieren zu können, werden die hochgenauen Inclinometer INC5701D von Micro-Epsilon verwendet. Neben dem Neigungssensor INC5701D wurde die Messung auch mit einem Drehwinkelsensor als Referenz durchgeführt. Der Neigungssensor soll diesen ablösen. Während beide Systeme präzise und zuverlässige Messwerte liefern, bietet das Inclinometer von Micro-Epsilon deutliche Vorteile bei der Montage.

Die Ausrichtung von Solarpaneelen zum Lauf der Sonne erhöht die Energieausbeute und somit den Wirkungsgrad einer Solaranlage. Nur wenn die Solarpaneele immer im optimalen Winkel zur Sonne stehen, können sie ihre maximale Leistung erbringen. Neigungssensoren der Serie INC5701 überprüfen in regelmäßigen Abständen die Neigung der Sonnenkollektoren und liefern dank ihrer hohen Winkelgenauigkeit und Temperaturstabilität auch bei großen Temperaturschwankungen zuverlässige Ergebnisse.

Vollautomatische Hochregallager nehmen oftmals enorme Dimensionen an. Längen von rund 80 m und Höhen von rund 50 m können erreicht werden. Damit die Zufuhr und Entnahme der Lagergüter vollautomatisch erfolgen kann, ist die präzise Ausrichtung der Regale entscheidend. Die Hochregale müssen exakt vertikal stehen, da bereits geringe Abweichungen die Abstände zu den automatisierten Transportsystemen verändern und somit Fehler im Ein- und Auslagerungsprozess herbeiführen können. Aus diesem Grund werden Neigungssensoren der Serie INC5701 eingesetzt, die permanent die Stabilität der Regalgestelle im oberen Drittel überwachen. Bewegungen und Abweichungen werden frühzeitig erkannt und verhindern ein Verklemmen der Lagergüter oder sogar ein Herunterfallen der Waren. Die Neigungssensoren INC5701 werden über analoge Ausgangssignale (Strom- und Spannungssignal) oder als RS485-Netzwerk in Kombination mit den Industrial Ethernet Schnittstellen-Modulen IF1032 (Ethernet) und IF2030 (PROFINET) an die Steuerung bzw. den PC angeschlossen

Um die Sicherheit von Ladewagen zu erhöhen, werden automatische Bremssysteme eingesetzt. Die Bremsen werden aktiviert, wenn die Querbeschleunigung eines Ladewagens durch hohe Geschwindigkeiten und enge Kurven zu hoch wird und der Ladewagen zu kippen droht. Durch eine Bremsung wird die Geschwindigkeit des Ladewagens verringert und damit die Querbeschleunigung und die Kippgefahr reduziert. Für die elektronischen Bremssysteme werden Beschleunigungssensoren der Serie ACC53 von Micro­-Epsilon eingesetzt, die die Beschleunigungen des Ladewagens zuverlässig erfassen.

Im Schienenverkehr unterliegt der Neu- und Umbau von Gleisstrecken immer höheren Anforderungen. Speziell für Hochgeschwindigkeitsstrecken ist eine fehlerfreie Gleisgeometrie unerlässlich. Um dies sicherzustellen, werden sogenannte Gleisstopfmaschinen eingesetzt, die den unter den Schwellen liegenden Schotter verdichten um dem Gleis den nötigen Halt zu geben und Lagefehler zu vermeiden. Zur Bewertung der exakten Gleislage bedarf es exakter Informationen über den Zustand und die Lage der Gleise vor der Gleisstopfmaschine. Zwei Neigungssensoren der Serie INC5701 von Micro-Epsilon erfassen die Quer- und Längsneigung in einer mobilen Messeinrichtung und übermitteln diese an die dahinter fahrende Gleisstopfmaschine.

Saugbaggerschiffe sind Seeschiffe, die Sand und Schlick vom Meeresboden sammeln und über große Entfernungen transportieren. Die Baggerschiffe werden für den Bau und die Instandhaltung von Häfen und Wasserstraßen sowie für die Landgewinnung eingesetzt. Die zwei Saugrohre der Baggerschiffe enden in Schleppköpfen, die sich über den Grund bewegen und die Sedimente einsaugen. Um eine präzise Arbeit der Baggerschiffe zu ermöglichen und kostspielige Nacharbeiten zu vermeiden, werden die Saugrohre hochgenau positioniert. Für die Positionierung werden präzise und dynamisch kompensierte Neigungssensoren der Serie inertialSENSOR INC5701 eingesetzt. Die Sensoren werden in einem wasser- und druckdichten Edelstahlgehäuse unter Wasser am Saugrohr installiert.

In Offshore-Windkraftanlagen werden oftmals Tripods als Fundament eingesetzt. Diese müssen stabil und exakt horizontal ausgerichtet werden, um darauf die Windturbine montieren zu können. Um die präzise Ausrichtung sicherzustellen, wird die Position während des Verankerungsprozesses im Wasser überwacht. Dazu werden Neigungssensoren der Serie INC5701 am oberen Ende des zu verankernden Tripods angebracht. Die Sensoren übermitteln die Lagewerte an das Schiff, von welchem der gesamte Verankerungsprozess gesteuert wird. Während der Verankerung wirken hohe Kräfte auf das Fundament und somit auch auf die Sensoren, da das Tripod mittels einer Kranvorrichtung in den Meeresboden gerammt wird. Die Neigungssensoren von Micro-Epsilon haben eine hohe Schockfestigkeit und können daher selbst bei rauen Umgebungsbedingungen eingesetzt werden. Nach erfolgreicher Verankerung des Fundaments können die Neigungssensoren abmontiert und zur nächsten Überwachung eingesetzt werden.

Schwingungen im Antriebsstrang (Rotor-Unwucht, Überbelastung) können beim Überschreiten von Grenzwerten zum Ausfall von Komponenten und Anlagenteilen führen. Voraussetzung für die frühzeitige Erkennung von Schäden und für eine vorbeugende Instandhaltung ist die sichere und genaue Schwingungsmessung an Rotorlager, Getriebe (Wälzlager, Zahnräder) und Generator. Für die Schwingungsmessung werden hochgenaue und temperaturstabile Beschleunigungssensoren von Micro-Epsilon eingesetzt.

Ein entscheidendes Kriterium für die Lebensdauer und Zuverlässigkeit eines Motors ist die Torsionsfestigkeit der Motorenachse. Um die Verdrehungsfestigkeit zu bestimmen, erfassen Neigungssensoren der Serie INC5701 die Verwindung der Achse bei einer definierten Torsion. Dazu werden zwei Neigungssensoren von Micro-Epsilon in Querrichtung an den beiden Enden der horizontal ausgerichteten Achse montiert. Ein Ende der Motorenachse ist fest fixiert. Das andere Ende wird mittels einer Hydraulikvorrichtung einer Torsion ausgesetzt. Die beiden Neigungssensoren erfassen kontinuierlich die Verwindung der Achse im Bezug zur eingeleiteten Torsion und liefern präzise Messergebnisse.

Windenergieanlagen sind Schwingungen und Schockbelastungen ausgesetzt. Um Beschädigungen und teure Stillstandzeiten zu vermeiden, wird daher die Turmschwingung überwacht. Bei Überschreitung von Grenzwerten wird die Anlage sicher heruntergefahren. Über die Belastungshistorie können Lebensdauerprognosen (Weiterbetrieb) abgeleitet werden. Voraussetzung dafür ist die sichere und genaue Erfassung der Belastungen. Neigungs­- und Beschleunigungssensoren von Micro­-Epsilon erfassen die Turmschwingung hochgenau und präzise. Aufgrund der exzellenten Temperaturstabilität liefern die Neigungs- und Beschleunigungssensoren zuverlässige Messergebnisse selbst bei hohen Temperaturschwankungen.

Außerplanmäßige Stillstände von Lagern können hohe Kosten verursachen. Werden Lagerschäden jedoch frühzeitig erkannt, können Wartungsarbeiten während der planmäßigen Stillstandzeiten durchgeführt und so die Kosten minimiert werden. Zur frühzeitigen Erkennung von Lagerschäden werden Beschleunigungssensoren von Micro-Epsilon eingesetzt. Sie messen statische als auch dynamische Beschleunigungen und eignen sich aus diesem Grund auch für die Schwingungsmessung an Lagern mit sehr niedrigen Rollendrehzahlen (≤ 0,2 Hz). Dank des guten Rauschabstands, der hohen Auflösung und Temperaturstabilität werden die Sensoren für Messaufgaben in Öl- und Gasindustrie/Petrochemie, in Kraftwerken bei der Energieerzeugung, im Bergbau, in Stahl- und Zementindustrie sowie bei der Papierherstellung eingesetzt.