TU Chemnitz: Fakultät ET/IT: Professur für Mikrosystem- und Gerätetechnik: Vibrationssensoren
Frequenzselektive Vibrationssensoren
Die Analyse mechanischer Schwingungen ist ein verbreitetes Messverfahren, um den Verschleiß- und Defektzustand an Maschinen und Anlagen zu überwachen. Dabei gestaltet sich die Vorgehensweise sehr vielfältig und reicht von einer permanenten Prozessüberwachung an sicherheitsrelevanten Anlagen bis zur stichprobenartigen Untersuchung einzelner Objekte mit Hilfe von transportablen Messsystemen. Ziel ist es, die Sicherheit und die Effizienz der Maschinen zu steigern und somit einen wichtigen Beitrag zur Kosteneinsparung zu liefern. Durch die Zustandsüberwachung wird es möglich, die Lebensdauer kritischer Maschinenelemente vollständig auszunutzen und gleichzeitig nötige Instandsetzungsmaßnahmen in Abstimmung mit dem Produktionsplan einzutakten. Für die Zustandsüberwachung werden in der Regel breitbandige piezoelektrische Beschleunigungsaufnehmer mit anschließender Signalaufbereitung, z. B. Fourier-Transformation und Fehlerklassifikation, eingesetzt.
Für die Verschleißdiagnose hat es sich gezeigt, dass es ausreicht lediglich einzelne Spektrallinien zu überwachen, um kritische Betriebszustände frühzeitig zu erkennen und Folgeschäden verhindern zu können. Eine direkte Überwachung der einzelnen Frequenzen mit hochempfindlichen Beschleunigungsaufnehmern kann z.B. mit Hilfe von resonanten Sensoren geschehen, deren Resonanzfrequenz auf die Messfrequenz abgestimmt ist. Die Vorteile dieses Messverfahrens gegenüber einer breitbandigen Schwingungserfassung ergeben sich beispielsweise aus einer signifikanten Verbesserung des Signal-Rausch-Abstandes und einer Schaltungsreduktion, da die sonst benötigte FFT auf eine dem Sensor inhärente Filterwirkung zurückzuführen ist.
- Abstimmbares Resonatorarray für Frequenzen von 1 bis 10 kHz
- Kraftgekoppeltes Schwingsystem für Frequenzen unterhalb 1 kHz
