• Universelle FBG-Messtechnik

    Die faseroptischen Messverstärker fos4Test

Universelle faseroptische Messmodule

Die neuen faseroptischen Messverstärker fos4Test von imc ermöglichen präzise Messungen mit Faser-Bragg-basierten Sensoren.

Ausgestattet mit 4 Kanälen, erfassen die Messverstärker in der Expert-Variante mit bis zu 25 kHz Abtastrate pro Kanal die Signale der FGB-Sensoren - und das ohne Aliasing.

Einfache Integration und komfortable Bedienung

Über eine Ethernet-Schnittstelle erfolgt die schnelle und einfache Anbindung der Systeme an einen PC oder ins Firmennetz. Die Bedienung, Visualisierung und Speicherung der Messung erfolgt komfortabel über die Messtechniksoftware imc STUDIO.

Synchrone Messungen mit allen imc Messsystemen

Gemeinsam mit den faseroptischen Messmodulen können alle weiteren imc Messsysteme synchron in einer Messung betrieben werden. Das erlaubt es FBG-Sensoren und klassische elektrische Sensoren für z.B. Drücke, Drehzahlen, Geräusche, etc.  in einer Anwendung zu nutzen.

Die Vorteile auf einen Blick

  • Hochpräzise Messungen selbst bei schwierigen Umgebungsbedingungen
  • Aliasingfreie Messung (fos4Test expert)
  • Hohe Abtastraten mit bis zu 25 kHz (fos4Test expert)
  • Mehrere Sensoren pro Glasfaser möglich (fos4Test nSense)
  • Synchrone Messung mit allen imc Messsystemfamilien über imc STUDIO
  • Hochpräzise Synchronisation mittels Precision Time Protocol (IEEE-1588)
  • Anbindung weiterer elektrischer Sensoren

Gerätevarianten der fos4Test-Serie

fos4Test expert

Für anspruchsvolle Messaufgaben:

  • 25 kHz Abtastrate pro Kanal
  • 4 Kanäle
  • 1 Sensor pro Kanal
  • < 1 pm Messunsicherheit
  • Rackmontage möglich
  • Konfiguration, Bedienung und Visualisierung über imc STUDIO

fos4Test nSense

Für vielkanalige Messaufgaben:

  • 100 Hz Abtastrate pro Kanal
  • 4 Kanäle
  • Bis zu 9 Sensoren pro Kanal
  • < 0,1 pm Messunsicherheit
  • Rackmontage möglich
  • Konfiguration, Bedienung und Visualisierung über imc STUDIO

FBG-Sensoren von imc

Dehnungssensor: fos4Strain

Der fos4Strain-Sensor ist ein faseroptischer Dehnungssensor auf Basis eines Faser-Bragg-Gitters.

Produkt Highlights:

  • Misst hohe Dehnungen bis zu ±4000 µm/m
  • Misst zuverlässig mehr als 108 Lastzyklen
  • Ist unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen
  • Ermöglicht präzise Messungen auf inhomogenen Strukturen wie glasfaserverstärkten Kunststoffen, die zumeist eine inhomogene Dehnungsverteilung an ihrer Oberfläche aufweisen

Besondere Eigenschaften

Der Dehnungssensor fos4Strain bietet drei wesentliche Vorteile gegenüber einfachen Faser-Bragg-Gitter-Sensoren:

  • kompensiert den Temperatureinfluss auf die Dehnungsmessung

Das spezielle Design des Aufnehmers wirkt der Temperaturdehnung der Struktur entgegen und kompensiert diese. Damit kann der Temperatur-Dehnungs-Kreuzempfindlichkeit entgegen gewirkt werden.

  • gleicht Inhomogenitäten der Struktur aus

Materialinhomogenitäten, wie sie bei Faserverbundwerkstoffen üblich sind erzeugen örtlich inhomogene Dehnungsfelder. Das integrierende Design des Messwertaufnehmers vermeidet daraus resultierende Messfehler.

  • ist kompatibel mit anisotropen Materialien

Unterschiedliche Temperaturausdehnung in verschiedene Raumrichtungen ist eine normale Eigenschaft von Strukturen aus Faserverbundwerkstoffen. Der Messwertaufnehmer kompensiert diese ebenfalls.


Beschleunigungssensor: fos4Acc

Beschleunigsungssensor fos4Acc

Die Beschleunigungsmessung ist in vielen Bereichen weit verbreitet. Mit dem Beschleunigungssensor fos4ACC können nun die Vorteile faseroptischer Messtechnik in der Beschleunigungsmessung angewandt werden. Die möglichen Einsatzfelder sind vielseitig: Leichtbau, Automotive, Aerospace, Maschinenbau, Medizintechnik, Energie u.v.m.

Besondere Eigenschaften:

  • Beschleunigungsmessung bei anspruchsvollen Umweltbedingungen

Durch optische Messverfahren ist der Sensor unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen und kann beispielsweise in Hochspannungsbereichen oder unter explosiven Umgebungen eingesetzt werden.

  • Einfach zu montieren

Der Sensor kann sowohl mit einer Schraube als auch magnetisch am Prüfobjekt befestigt werden. Dadurch ist der Sensor einfach in der Handhabung und vielfach wiederverwendbar.

  • Resonanzfrequenz bis zu 200 Hz

Unser faseroptischer Beschleunigungssensor ist über einen großen Bereich in seiner Empfindlichkeit und seiner Resonanzfrequenz einstellbar. Damit ergibt sich ein weiter Einsatzbereich von der Schwingungsmessung an Leichtbaustrukturen über Antriebsstrangüberwachung bis hin zu medizintechnischen Anwendungen.

Weitere Eigenschaften

  • Messbandbreite bis zu ±100 m/s²
  • Sensitivität bis zu 10 g/nm
  • Messungen bei  -20 °C bis 50 °C möglich
  • Messbereich ±10 g

Weitere Sensoren

Faser-Bragg-Gitter können sowohl Dehnungen als auch Temperaturen erfassen. Über Messaufnehmer können eine ganze Reihe von physikalischen Größen erfasst werden.

Die Vorteile faseroptischer Messtechnik können so bei vielfältigen Anwendungen genutzt werden.

Faseroptische Sensoren sind für viele Anwendungen geeignet

Über Messaufnehmer lassen sich viele physikalische Größen mit Hilfe von Faser-Bragg-Gittern erfassen:

  • Dehnung
  • Temperatur
  • Beschleunigung
  • Kraft
  • Moment
  • Druck
  • Entfernung

In der fos4-Serie stehen bereits für viele Anwendungen spezielle Sensoren zur Verfügung. Außerdem sind viele der am Markt erhältlichen Sensoren mit dem System fos4Test kompatibel. Kontaktieren Sie uns und wir beraten Sie gerne bei der Wahl des richtigen Sensors für ihre Applikation.

Spezielle Sensoren für besondere Aufgaben

Je nach Anwendung müssen die konkreten Sensorausführungen möglicherweise angepasst werden: Von der "nackten" Sensorfaser über Rosetten- und Halbbrückenanordnungen bis hin zu komplexen Kraft-Momenten-Sensoren. Wir haben einen umfangreichen Methodenbaukasten und unterstützen Sie gerne bei der individuellen Lösung Ihrer messtechnischen Fragestellungen.

In der Praxis

Ob Windrad, Automobil, Flugzeug oder Industrieanlage - genaue Aussagen über die Strukturen in Bezug auf Alterungsverhalten, Belastbarkeit und Wartungsbedarf sind entscheidend. Herkömmliche Dehnungsmessstreifen stoßen dabei schnell an ihre Grenzen: Zu viele Lastwechsel, zu hohe Amplituden, zu wenig Bauraum, zu hohe Anforderungen an die Präzision der Messung.

Faseroptische Sensoren sind ideal für anspruchsvolle Aufgaben. So überdauern faseroptische Dehnungssensoren z.B. 1.000-mal mehr Lastwechsel bei bis zu 10-mal höheren Amplituden als klassische DMS. Zudem benötigen sie weniger Bauraum und sind störungsunempfindlich. Dadurch wird eine sehr hohe Zuverlässigkeit erzielt. Das eröffnet neue Möglichkeiten sowohl beim Test von Prototypen als auch für das Monitoring im Betrieb von technischen Strukturen.

Windenergie

Faseroptische Lastmessungen am Rotorblatt eines Windrades ermöglichen Ihnen, die dynamischen Lastwechselvorgänge an den Rotorblättern Ihrer Windenergieanlagen zu messen. Dabei werden Dehnungen in der Blattwurzel und wahlweise Beschleunigungen im Blattschwerpunkt gemessen.

Aus diesen Daten werden weitere Informationen errechnet, die für die Anlagenregelung bzw.-steuerung, für das Monitoring und für Zertifizierungs- und Versicherungsbelange relevant sind: Maximalbeanspruchungen, Blattbiegemomente, Hubmomente, Drehraten, Azimuthwinkel, Windrichtung, Steifigkeitsänderungen, Ordnungsanalysen etc.

Blattlastmessungen und Condition-Monitoring können helfen, die Unterhalts- und Wartungskosten von Windenergieanlagen zu reduzieren und den Ertrag zu steigern.

Bauwerksüberwachung

bridge oscillation monitoring

Die Möglichkeit sehr lange Sensorleitungen nutzen zu können, bzw. mehrere Sensoren in eine Messleitung einzubringen (Chain-Setup), ist ideal zur Gebäude- und auch Brückenüberwachung. Auch die Überwachung von Staudämmen ist somit eine einfach zu realisierende Applikation.

Bahnindustrie

Die Unempfindlichkeit gegenüber elektromagnetischen Störrungen prädestiniert die faseroptische Messtechnik für Schwingungsmessungen an Drehgestellen und Pantographen. Ebenso eignet sich die Lösung zur Überwachung von Schienensträngen.

Automobilindustrie

Im Fahrzeugbau bietet die faseroptische Messtechnik vielfätligen Einsatzmöglichkeiten. Von der Strukturanalyse an Leichtbaukomponenten bis hin zu sicheren Messungen an spannungsführenden Teilen wie der Batterie, Brennstoffzellen und elektrischem Antriebsstrang.

Chemieindustrie und Kraftwerke

general testing solutions

Faseroptische Sensoren sind auf Grund ihrer technischen Eigenschaften in explosionsgefährdeten Bereichen einsetzbar und daher besonders gut geeignet für Messungen in Raffinerien, Kraftwerken oder Bohrplattformen.

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