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Instandhaltung

Ölqualität und Partikelzahl direkt im System überwachen

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Ein Filter dient als Referenz, sodass das Sensorsystem unabhängig gegenüber Verschmutzungen des Öls oder der Messzelle ist. Wird das Sensorsystem kontinuierlich mit Schmierstoff durchflossen, kann über eine Onlinemessung jederzeit der Zustand des Schmierstoffs bestimmt werden. Beispielsweise steigt bei steigender Oxidation von mineralischem Hydrauliköl die Absorption bei 1700 cm-1 und verringert somit das entsprechende Detektorsignal.

Partikelsensor bedient sich des Streulichtprinzips

Relevant für einen Ölwechsel, aber auch für den Zustand der Anlage insgesamt sind neben der chemischen Veränderung des Öls Art und Menge von Partikeln im Schmierstoff. Diese können mittels Laboranalytik genau bestimmt und je nach Anlage auch bestimmten Bauteilen zugeordnet werden. So deutet etwa ein Anstieg von Aluminium- und Eisenpartikeln bei einem Blockheizkraftwerk (BHKW) auf zusätzlichen Verschleiß von Kolben und Zylinderlaufbahn hin.

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Nicht metallische Partikel wie Siliziumoxid können abrasiven Verschleiß im Hydraulikkreislauf fördern. Kommerzielle Partikelzähler basieren auf dem Abschattungsprinzip, bei dem Partikel einen Schatten beim Durchtritt durch einen Laserstrahl verursachen. Diese Abschattung wird optisch detektiert und einer Partikelgröße zugeordnet. Um neben der Menge auch die Art der Partikelverunreinigung zu bestimmen, wird am ZeMA ein Partikelsensor auf Basis des Streulichtprinzips entwickelt. Dieser misst mittels dreier unterschiedlich angeordneter Fotodioden das Streulicht der Partikel, die sich im Messbereich befinden.

Abhängig vom Verhältnis der Streulichtsignale kann das System unterscheiden, ob sich im Messbereich Luftblasen, Metallpartikel oder nicht metallische Partikel befinden. Basierend auf der ISO-Klassifizierung 4406 soll der Sensor zudem die Partikelmenge bestimmen. Eine Kombination beider Systeme (Combined Oil Quality and Particle Monitoring System - COPS) ermöglicht über die Funktionalitäten der Einzelsysteme hinaus zusätzlich eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit beider Systeme.

Durch den Vergleich des Transmissionskanals des Partikelzählers und des Referenzkanals der Ölqualitätssensorik können Systemfehler direkt detektiert werden. Die damit ermöglichte Selbstüberwachung bei Kombination beider Systeme steigert somit nicht nur den Funktionsumfang, sondern auch die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems gegenüber Fehlalarmen.

* Dipl.-Ing. Torsten Bley ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Zentrum für Mechatronik und Automatisierungstechnik gemeinnützige GmbH in 66121 Saarbrücken.

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