Gute Messung für bessere Konzepte

Wie Datenlogger in unterschiedlichen Anwendungsgebieten Einsatz finden

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06. Mai 2019
Allgemein liefern Datenlogger präzise Daten zu physikalischen Messgrößen wie Temperatur, Feuchtigkeit, Luftdruck, Stößen, Licht und vielen mehr. Auch in der E-Mobility finden sie mittlerweile in unterschiedlichen Einsatzgebieten Anwendung. Beispielsweise zur Messung von Spannung und Strom des Antriebs sowie der Temperatur zur Überprüfung der Antriebsleistung. Aber auch die Real-Time-Überwachung von Armaturen, Neigungswinkelmessung am Hang oder Materialeingangsprüfung von Thermofedern sind für Datenlogger mit dem richtigen Sensor und Zubehör kein Problem.

Der GL2000 beispielsweise ist ein High-Speed Datenlogger für die Spannungs- und Echteffektivwertmessungen nach CAT III / 600V. De facto wurde er speziell für die Elektrotechnik angepasst und eignet sich besonders für Einsatzgebiete wie der Fehlersuche und -aufzeichnung in Schaltschränken, der Dokumentation von Spannungen sowie bei der Maschinendiagnose. Im Bereich Elektromobilität werden mit dem GL2000 neue Erkenntnisse im Bereich der Nutzung von E-Fahrzeugen gesammelt. Gemessen werden u.a. Spannung und Strom des Antriebs sowie die Temperatur, um die Leistung des Antriebs zu überprüfen und optimieren.

Der Datenlogger bietet eine schnelle, Aufzeichnung von unterschiedlichen Messgrößen mit einer Abtastrate von 1 MS/s und ermöglicht Langzeitaufzeichnungen von 4 Mio. Messungen pro Kanal im integrierten RAM. Der 4-GB-Flash-Speicher sichert die konstante Messwerterfassung bei einer Abtasrate von max. 1 µs. Eine Vergrößerung der Aufzeichnungskapazität ist über USB-Stick und SD-Karte möglich. Im Gegensatz zu den Vorgängermodellen bietet er ein größeres und schärferes Display sowie eine Maximalspannung von 1.000 V beziehungsweise Plusminus 600 V. Bei einer Sicherheitskategorie von CAT III kann der GL2000 eine Echt-Effektivwertmessung durchführen.

Besonders ist, dass der Logger drei Phasen direkt messen und überwachen kann. Eine Sampling Rate von einem Megasample und die höhere RAM Memory ermöglichen eine höhere Aufzeichnungszeit, die direkt in das RAM schreibt. Der GL2000 kann mit speziellen Sensoren Temperatur und Feuchte messen und mit allen vier Kanälen Puls und Logik aufzeichnen. Bei einer Größe von 260 x 161 x 85 cm und einem Gewicht von rund 1,7 kg ist er dabei leicht tragbar und handlich.

Realtime Dauerüberwachung von Armaturen

Die WESA-Control GmbH aus Stade ist ein Unternehmen mit Schwerpunkt auf der industriellen Automatisierung im Bereich Maschinen- und Anlagenbau. Im Mittelpunkt steht die Sensorik an Industriearmaturen. Hierfür entwickelt die WESA-Control GmbH neue Messverfahren, mit denen die Armaturen bereits im eingebauten, also im sogenannten Betriebszustand, geprüft werden können. Dazu testete das Unternehmen mit dem GRAPHTEC midi Logger GL240 von Althen für die Armaturendiagnostik verschiedene Messmethoden und Baumuster. In der Prozesstechnik werden elektrische Stell- und Magnetventile eingesetzt, die dauerhaft und genau Armaturen wie Ventile, Schieber und Klappen überwachen. Ein festgelegtes Prüfintervall bietet hier den Nachweis über die Funktionsbereitschaft aller relevanten Armaturen. Hieraus werden Erkenntnisse über die Einhaltung der geforderten Einstellwerte sowie dem Ist-Zustand der Armaturen gewonnen. Diese Daten ermöglichen eine Echtzeit Diagnose, wobei die unterschiedlichen Merkmale der Armaturen in einer Datenbank hinterlegt werden. Dies ist von großem Nutzen bei weiteren Service- und Inspektionsarbeiten.

Neigungswinkelmesssystem für ein Hang 

Des Weiteren findet der Datenlogger seinen Einsatz in der Neigungswinkelmessung. Ein Beispiel hierfür ist die Hangüberwachung in einem Schotterwerk. Hierbei ist die Vielseitigkeit des Datenloggers die gleichzeitige Datenaufzeichnung und Grenzwerteüberwachung des Hanges sowie die Auslösung eines akustischen und visuellen Alarms. Das Zusammenspiel zwischen Datenlogger, dem Modulgehäuse mit Alarm- und Relaisausgang (GLET-B513-KA-BA4-REL) und dem Neigungssensor im Hang garantieren ein reibungsloses Monitoring der aktuellen Hangsituation. Dies gewährleistet einen sicheren Betrieb des Schotterwerks, so dass Fahrzeuge und Menschen rechtzeitig vor Gefahrensituationen gewarnt werden können.

Die Neigungssensoren bieten eine Auflösung von bis zu 1 μrad (0,000057 °) und ein Messbereich von bis zu ±90 °. Die Sensoren basieren auf der hochpräzisen Servo-Inklinometer-Technologie, sind teilweise flüssigkeitsgedämpft, unterdrücken Rauschen in Umgebungen mit starken Stößen sowie Vibrationen und gewährleisten eine hohe Ausgangsstabilität. Die Serie bietet zudem eine Dynamik bis 200 Hz sowie eine geringe thermische Drift. Mit diesen Daten knüpfe Althen ein dichtes Netz an Beobachtungspunkten über den Hang. Zusammengeführt werden sie in einer zentralen Datenbank. Da die Daten ohne Umwege zur Verfügung stehen, ziehen betroffene Kommunen aus dem Überwachungssystem mit Frühwarnerkennung einen unmittelbaren Nutzen.

Materialeingangsprüfung von Thermofedern

 Auch im Automotive-Bereich findet der GL240 Anwendung. So musste ein Automotive-Zulieferer Chargenweise Stichproben an bereits angelieferten Thermofedern durchführen, bevor diese in einem weiteren Produktionsprozess fest in Kunststoffteile eingebaut wurden. Da die Messdatenerfassung zur Eingangs-Kontrolle dabei als Qualitätseingangsprozedur vorgeschrieben war, wurde eine Feder aus jeder Charge in einem Wasserbad bis zu 85 ° C erhitzt, anschließend zusammengepresst und kurze Zeit später abgekühlt. In einem zweiten Schritt wurde sie in einem Vibrationswasserbad auf 95 ° C erhitzt und mit 2,3 N beschwert. Nach einem bestimmten Zeitraum öffnete sich Feder ruckartig und sprang wieder in ihren Urzustand.

Dieser Prozess wurde mit einem LVDT-Sensor vom Typ 250HLA-006 Messweg ± 6,35 mm und einem nachgeschalteten LVDT-Verstärker von ALTHEN Modell MC-IP, sowie einem GRAPHTEC midi LOGGER Modelreihe GL240 aufgezeichnet und dokumentiert. Rohdaten wurden mit Auswertsoftware von GRAPHTEC analysiert, bearbeitet, in Excel konvertiert und schließlich der QS-Abteilung des Automobil-Herstellers übergeben. Somit konnte der Zulieferer mit der Messdatenerfassung von ALTHEN und einer abgestimmten Materialeingangsprüfung, die aktuellen strengen Qualitätsansprüche im Automobilbereich einhalten.

Über den Autor:

Roland Kunze ist Teil des Teams Technische Beratung und Vertrieb bei Althen. Er ist Produktmanager für die Produktlinie Messdatenerfassung und Datenlogger. Dabei deckt er das gesamte vertriebliche Spektrum, von der Kundenbetreuung, dem technischen Support für Hard- und Software bis zur Entwicklung von Applikationen beim Kunden vor Ort, ab.