ESR-Dehnungsmessgeräte

Digitalisiertes Monitoring von Großanlagen

Großkonstruktionen wie Brücken, Windenergieanlagen oder Kräne sind hohen Belastungen ausgesetzt. Ihr sicherer Betrieb erfordert ein umfangreiches Monitoring. Dafür stellen Heidenhain und Leine & Linde eine neue Messgeräte-Baureihe vor.

Die ESR-Dehnungsmessgeräte bieten durch ihr digitales Messsignal einen Mehrwert für das Monitoring von Gebäuden und Großanlagen. © Heidenhain

Die ESR-Dehnungsmessgeräte von Heidenhain und Leine & Linde eröffnen neue Möglichkeiten für kurzfristige, wiederkehrende oder permanente Dehnungs- und Belastungsmessungen. Sie sind eine hochgenaue, robuste und wiederverwendbare Alternative zu herkömmlichen Systemen für das Monitoring großer Strukturen. Völlig neu ist dabei der Einsatz eines elektro-optischen Drehgebers für die Messung von Dehnungen und die Ausgabe digitaler Messsignale.

Bewährte Technik in neuer Anwendung
Drehgeber sind der industrielle Standard für die Positions- und Drehzahlbestimmung an Motoren. In dieser Funktion finden sie seit Jahrzehnten Anwendung in Produktions- und Automatisierungsanlagen ebenso wie in Windenergieanlagen oder Aufzügen. Die ESR-Dehnungsmessgeräte nutzen die robuste und bewährte Drehgebertechnik nun für die Messung der Längenänderung zwischen zwei Punkten. Diese beiden Punkte werden 200 Millimeter voneinander entfernt am zu messenden Objekt befestigt. Ein Messpunkt befindet sich in der Flucht der Achse der Drehgeberwelle, der andere am Ende einer Verbindungsstange. Jede relative Längenänderung des belasteten Messobjektes gegenüber der parallelen, unbelasteten Verbindungsstange führt am Drehgeber zu einer Winkeländerung, die zur Detektion von Dehnungs- oder Stauchbewegungen herangezogen wird.

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Auf Basis der gewählten Geometrien entspricht ein Inkrement des Drehgebers einer Längenänderung von fünf Namometern oder einer Dehnung von 0,025 µε. Entsprechend dem Messbereich von plus/minus 5000 µε ergibt dies eine verfügbare Auflösung von plus/minus 200.000 Werten oder über 18 bit. Das sind etwa fünf Mal mehr Messinformationen als in herkömmlichen Installationen mit folienbasierten Dehnungssensoren.

Außerdem arbeiten die ESR-Dehnungsmessgeräte ermüdungsfrei, dank ihrer hohen Abtastfrequenz sind sie auch für das Messen in dynamischen Anwendungen geeignet. Mit Schutzklasse IP66 und einer Einsatztemperatur von minus 40 bis plus 100 Grad Celsius ist der Drehgeber vor Umwelteinflüssen gut geschützt und optimal für Anwendungen im Außenbereich ausgelegt.

Weil das Material der Verbindungsstange entsprechend dem Material des Messobjekts gewählt werden kann, bieten die ESR-Dehnungsmessgeräte eine konstruktive, passive Temperaturkompensation. Denn aufgrund der identischen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Verbindungsstange und Messobjekt werden temperaturbedingte Dehnungen nicht gemessen.

Digitale Daten mit viel Mehrwert
Aufgrund der hochintegrierten optischen Abtastung im Drehgeber liefern die ESR-Dehnungsmessgeräte ein hochgenaues digitales Messsignal mit extrem geringem Rauschen. Die digitale EnDat-2.2-Schnittstelle überträgt das Messsignal auch bei großen Kabellängen störungs- und verlustfrei an die Folge-Elektronik. Außerdem kann sie Zusatzinformationen wie die Umgebungstemperatur vor Ort am Dehnungsmessgerät und Daten für die Diagnose und Zustandsüberwachung des Messgerätes selbst liefern. as

Halle 1, Stand 1-122

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