Startseite > Messen + Testen > Sensorik > Fünf Arbeiten in der Endrunde

AMA Innovationspreis 2020

Fünf Arbeiten in der Endrunde

9. Juni 2020, 13:00 Uhr | Helmuth Lemme

▶ Diesen Artikel anhören

Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Micro Resonant: Sensor für Ölüberwachung

Öle zum Schmieren von Maschinen oder für Hydraulik »verschleißen« im Laufe der Gebrauchsdauer. Das bedeutet, dass sich ihre chemische Zusammensetzung verändert und sie verschmutzen, etwa durch Metallabrieb oder Spuren von Wasser. Die Öle büßen dadurch ihre Eigenschaften ein und es kommt zu erhöhtem Verschleiß der Maschine. Damit verbunden sind gesteigerte Wärmeentwicklung und verminderte Effizienz, im schlimmsten Fall ein Defekt. So ist ein Ölwechsel von Zeit zu Zeit erforderlich. Besser als in festen Abständen wie beim Auto geschieht das nach echtem Bedarf. Zu früh wäre Geldverschwendung, zu spät wäre riskant. Das erfordert eine kontinuierliche Überwachung der aktuellen Qualität.

Die wichtigste Eigenschaft des Öls ist seine Viskosität. Deren Messung war bisher technisch schwierig, teuer und zeitaufwendig. Zuverlässige Ergebnisse waren nur in Laboruntersuchungen zu erhalten. Online-Verfahren sind bisher immer noch sehr ungenau. Den Bedarf an einem praxisgerechten, kostengünstigen Sensor hat Alexander Niedermayer früh erkannt. Er hatte an der Johannes-Kepler-Universität Linz viele Jahre Forschung auf diesem Gebiet betrieben. Nachdem sich abzeichnete, dass daraus ein kommerzielles Produkt werden kann, gründete er mit seiner Arbeitsgruppe die Firma Micro Resonant aus.

Kern des Sensors ist eine wenige Millimeter große Quarz-Stimmgabel, die auf ihrer Eigenresonanz (ca. 25 kHz) zum Schwingen angeregt wird. Taucht diese in eine Flüssigkeit ein, dann verringern sich Resonanzfrequenz und -güte, was sich leicht elektronisch messen lässt. Die Änderung der beiden Größen ist ein präzises Maß für die Viskosität und die Dichte der Flüssigkeit.

Jobangebote+ passend zum Thema

Ingenieur/Elektroingenieur/Elektrotechniker als Field Application Engineer

GEYER Electronic GmbH, Planegg

Alle Jobangebote im Elektroniknet Karrierebereich anzeigen

Das jetzt ausgereifte Produkt trägt den Namen »fluidFOX«. Die Besonderheit: Die Messkammer lässt sich in der Temperatur regeln – zwischen 0 °C und +100 °C – und mit hohem Druck beaufschlagen. Damit ist die Temperatur- und Druckabhängigkeit von Viskosität und Dichte erfassbar; wichtige Parameter in der Praxis. Daraus lassen sich dann noch andere Größen ableiten wie Permittivität und Leitfähigkeit. So ermittelt der Sensor ein umfassendes Profil des Öls unter praxisnahen Bedingungen. Veränderungen in der Zusammensetzung sind mit hoher Auflösung detektierbar, noch besser als mit aufwendigen Laboranalysen. Getestet wurde das beispielsweise mit einem geringen Zusatz von Dieseltreibstoff (Bild 2). Der Sprung in der Messkurve ist klar zu sehen. Ebenso lassen sich Wasser oder Mikro-Luftblasen nachweisen. Auch Treibstoffzusammensetzungen (etwa variierende Anteile von Mineralöl-Diesel und Biodiesel) sind damit analysierbar. Die ermittelten Werte von Viskosität und Dichte gehen zum PC zur weiteren Auswertung. So trägt der fluidFOX zur Senkung von Wartungskosten und Ausfallsrisiken von Maschinen bei.