Alternatives Wirbelstromsensor-Abstands-Erfassungssystem fur Magnetlager- und Turbinenanwendungen

摘要

Die beruhrungslose Erfassung von Abstanden zu bestimmten Zielobjekten ist in der Automation weit verbreitet. Unterschiedliche Technologien wie zum Beispiel optische, kapazitive und induktive Sensorsysteme haben sich etabliert. Lesen Sie, wie ein alternatives Wirbelstromsensor-Abstands-Erfassungssystem fur Magnetlager- und Turbinenanwendungen mit hoher Grenzfrequenz und automatisierten Abgleichverfahren entwickelt wurde. Optische Verfahren zeichnen sich durch eine extrem hohe Genauigkeit aus, wobei das geforderte hohe Mass an Sauberkeit der industriellen Umgebungen leider nicht oft eingehalten werden kann. Staub, hohe Luftfeuchte oder Fette schranken die Anwendung optischer Methoden ein. Andererseits erweisen sich kapazitive Sensorsysteme als recht robust gegenuber Umwelteinflussen. Diese Art der beruhrungslosen Abstandserfassung ermoglicht die Behandlung von sowohl leitenden Werkstoffen, wie die von Isolatoren. Einschrankungen hierbei bestehen im eher geringen Erfassungsabstand und begrunden sich im Einfluss von allem, was sich innerhalb des Erfassungsraums befindet, z. B. Aerosole wie Rauch, Russ, Olqualm sowie Pollen, Mahl-Produkte, Abrieb und andere naturliche oder industrielle Nanopartikel. Zusatzlich konnen sich elektrische/elektrostatische Felder an einem schwebenden Zielmaterial ausbilden (e. g. magnetisch gelagerter Rotor) und die Messung negativ beeinflussen. Weiterfuhrend sind induktive Wirbelstromsensoren zu nennen. Diese erweisen sich in Industrieumgebungen als besonders robust. Staub, Fette und Flussigkeiten haben, mit der Einschrankung hoher elektrischer Leitfahigkeit, keinen Einfluss auf die Messergebnisse. Einer geringeren Genauigkeit als bei den vorher betrachteten Systemen und der Voraussetzung eines elektrisch gut leitfahigen Zielmaterials steht jedoch eine Vielzahl an Vorteilen des Wirbelstromsensors gegenuber. Wirbelstromsensoren finden, neben anderen Einsatzgebieten, haufig ihre Anwendung in schnell rotierenden konventionell oder aktiv magnetisch gelagerten Maschinen. Hier ist es oft notwendig, den Rotorabstand, meist unterhalb eines Millimeters, im Mikrometerbereich genau zu erfassen und diese Information schnellstmoglich der Anlage zuzufuhren. Die steigende Dynamik von Maschinen fordert Grenzfrequenzen der Abstandserfassung von mehr als 20 kHz, damit die Anlagensteuerungen oder Regelungen noch in der Lage sind, entsprechend schnell auf Istwertanderungen zu reagieren.