Messfühler eignen sich für rotierende Teile wie Bahnräder und Turbinen
Siemens entwickelt Sensoren, die ohne Stromversorgung auskommen

Siemens-Forscher haben Sensoren entwickelt, die keine Stromversorgung benötigen. Kabelverbindungen oder Batterien sind überflüssig. Dadurch lassen sich die Messfühler sogar an rotierenden Teilen - etwa an Bahnrädern oder in Turbinen - einsetzen oder sie können Überlandleitungen vor Kurzschlüssen schützen.

HB/tin DÜSSELDORF. Statt aktiv Messdaten unter Energieverbrauch an eine Zentrale zu senden, reflektieren die Sensoren einfach das Funksignal einer Basisstation, wobei die Messdaten das zurückgesandte Signal charakteristisch verändern. Diese Technologie reduziert den Wartungsaufwand erheblich.

Der Sensor empfängt ein Funksignal, eine Trägerfrequenz im Mikrowellenbereich von 2,5 Gigahertz und reflektiert diese zurück zum Sender. Je nachdem, in welchem Zustand sich der Sensor befindet, verändert sich das reflektierte Funksignal – zum Beispiel hervorgerufen durch mechanische Schwingungen an einem drehenden Teil.

Diese Vibrationen wandelt der Sensor über ein Piezoelement – das ist eine spezielle Keramik in elektrische Spannungsänderungen um. Gerät der Sensor in Schwingungen, erzeugt der Piezo-Kristall elektrische Spannungsänderungen, die das Funksignal charakteristisch verändern: Die von der Basisstation eintreffenden Wellen werden kurzzeitig im Takt der Spannungsänderungen ein wenig verschoben. Das Bauelement, in dem dies passiert – der so genannte Modulator – fungiert zugleich als Reflektor des Signals. Das von ihm zurückgeworfene Signal spiegelt daher den Rhythmus der Vibrationen eines Bauteils wider. Schäden lassen sich an einem solchen charakteristischen Muster erkennen.

Eingesetzt werden könnten die Sensoren auch bei der Überwachung von Hochspannungsleitungen. Sensoren mit Kabel sind für solche Anwendungen ungeeignet, da die Kabel zu einem Spannungsüberschlag führen würden.

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