Neue Technologie in der Drehmoment-Messtechnik

Drehmomentmessung im Kraftwerksbereich

Unter dem Namen TorqSense zeigen wir ein Messsystem für die Bestimmung des Drehmoments an Motoren, Wellen oder anderen rotierenden Anwendungen auf der Hannover Messe von 07. bis 11. April 2014 (Halle 11, Stand E32). TorqSense beruht auf Patenten des britischen Herstellers Sensor Technology, den wir in Deutschland, Österreich und der Schweiz exklusiv vertreten.

Das Messelement ist ein Sensor zur Erfassung von akustischen Oberflächenwellen. Dazu wird an den Sensor ein elektrisches Signal einer bekannten Frequenz anlegt Die durch das Drehmoment entstehende Frequenzänderung ist proportional zum Messwert. Das Ausgangssignal (wahlweise Spannung, Strom, RS232 oder USB) wird drahtlos von der rotierenden Welle übermittelt. Durch diese Technologie ist die aufwendige und fehlerträchtige Montage von Dehnmessstreifen am rotierenden Teil nicht mehr notwendig. Zudem ist das Rauschen  deutlich kleiner als bei herkömmlichen Messmethoden. TorqSense erreicht eine Genauigkeit von bis zu 0,25 % und eine Auflösung von 0,02 %. Es können Messbereiche zwischen 1 Nm und 13.000 Nm spezifiziert werden, wobei die maximale Rotationsgeschwindigkeit zwischen 6000 und 30.000 Umdrehungen pro Minute liegen kann. Die Messwertaufnehmer können mit Spannungen von 12 … 32 VDC betrieben werden und haben eine mechanische Überlastsicherheit von 300 %. Zur Überwachung und Aufzeichnung der Messdaten bieten wir die Software TorqView an.

Eingesetzt werden die TorqSense-Geräte in unterschiedlichen Anwendungsfeldern. In der Entwicklung und Fertigung gibt es zahlreiche Messaufgaben, bei denen die Drehmomentaufnehmer zum Einsatz kommen, etwa bei Leistungsmessungen an Motoren, bei der Ermittlung der Standfestigkeit von Stehbolzen und anderen mechanischen Komponenten sowie beim Testen von elektrischen Pumpen unterschiedlichster Größen. Bei anderen Anwendungen dient die Messung des Drehmoments dazu, Rückschlüsse auf eine andere Größe zu gewinnen. So wird in Forschungslabors die Viskosität von Substanzen mithilfe von Rührwerken ermittelt, an deren Schaft ein Drehmomentsensor angebracht ist. Weitere Aufgaben sind Drehmomentmessungen an Unterwasserturbinen für Gezeitenkraftwerke, an elektrischen Kleinstmotoren für Rasierapparate, an automatischen Heizungsventilen und an Maschinen zur sicheren Verschraubung von Medizinflaschen.

Das Kernstück des Wandlers sind zwei Elektroden auf einem piezoelektrischen Substrat wie Quarz. Der Wandler bildet einen Schwingkreis aus Elektrode und Substrat, der auf dem rotierenden Bauteil angebracht wird. Durch das Drehmoment wird das rotierende Teil mechanisch verformt. Diese Verformung überträgt sich auf das Substrat des Wandlers, wodurch sich die Resonanzfrequenz des Schwingkreises ändert. Aufgrund dieses Zusammenhangs fungiert der Wandler als Drehkraftsensor.

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