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Micro-Epsilon und TU München

Temperaturmessung im Hyperloop – bei 100 m/s

06. September 2017, 11:00 Uhr   |  Dipl.-Ing. Manfred Pfadt (Micro-Epsilon)

Temperaturmessung im Hyperloop – bei 100 m/s
© Micro-Epsilon

Dieser Pod der TU München erreichte in der Hyperloop-Teströhre eine Geschwindigkeit von 324 km/h.

Beim Hyperloop sollen Transportkapseln mit bis zu 100 m/s durch Röhren rasen. Für sichere Reisen müssen Sensoren dabei viele Parameter überwachen. Das Team der TU München setzt dafür unter anderem auf Temperatursensoren von Micro-Epsilon.

Mit dem Hyperloop in Rekordgeschwindigkeit von A nach B reisen – das ist die Vision von Tesla-CEO Elon Musk, der die Entwicklung dieses Fortbewegungsmittels antreibt. Bei diesen Hochgeschwindigkeitstransporten spielt präzise Sensorik für Überwachungsaufgaben eine wesentliche Rolle. So wird beispielsweise die Oberflächentemperatur der Antriebsräder durch äußerst kompakte Infrarot-Temperatursensoren von Micro-Epsilon in Echtzeit kontrolliert, aber auch Batteriespannung, Strom, Motortemperatur, Motordrehzahl, Beschleunigungen, Umgebungsdruck oder Druck im Pneumatiksystem sind wichtige Daten.

Der Hyperloop ähnelt dem Prinzip der Rohrpost. Elektrisch getriebene Transportkapseln werden mittels Solarenergie auf Luftkissen durch eine Röhre mit Teilvakuum befördert. Die ursprüngliche Idee dazu ist nicht neu, sie wurde bereits im Jahr 1812 durch George Medhurst vorgestellt. Elon Musk, bekannt durch seine Teilhabe am Onlinebezahlsystem PayPal sowie seine Erfolge mit Elektroautohersteller Tesla und dem privaten Raumfahrtunternehmen SpaceX, verfolgt diese Idee der schnellen Fortbewegung.

Laut ihm sei es möglich auf Strecken bis 1500 km deutlich schneller als mit dem Flugzeug und gleichzeitig billiger als mit der Bahn zu reisen. Im Juni 2015 wurde ein Wettbewerb unter dem Namen SpaceX Hyperloop Pod Competition veranstaltet, um die Entwicklung des Hyperloop zu beschleunigen.

TU München gewinnt

Hyperloop-1
© TU München

So sieht die Kapsel (oder Pod) der TU München aus, die beim Hyperloop-Wettbewerb in Kalifornien gewann.

Studenten der Technischen Universität München waren bereits bei diesem ersten internationalen Wettbewerb dabei. Die Teams sollten funktionstüchtige Kapseln, sogenannte Pods, konzipieren und sie der Fachjury vorstellen. Von über 700 Bewerberteams wurden im Januar 2017 lediglich 30 dazu eigenladen, ihre Kapseln in der von SpaceX gebauten, 1,2 km langen Röhre in Kalifornien zu testen. Nach weiteren bestandenen Funktionsprüfungen durfte das WARR (Wissenschaftliche Arbeitsgemeinschaft für Raketentechnik und Raumfahrt) Hyperloop Team der Technischen Universität München als eines von nur drei Teams seine Kapsel durch die Röhre schicken. Visionär Elon Musk beobachtete die deutsche Fahrt höchstpersönlich. Die Münchner Kapsel gewann den Hauptpreis für den schnellsten Hyperloop Pod, an dem mehr als 32 Studenten Entwicklungsarbeit leisten. Im August konnte die TU München dann auch die zweite Runde des Wettbewerbs für sich entscheiden.

Mit an Bord des Hochgeschwindigkeitstransports, der sich mit bis zu 100 m/s fortbewegt, sind Miniatur-Infrarot-Temperatursensoren thermoMETER CSmicro von Micro-Epsilon. Ihre Aufgabe ist die Überwachung der Oberflächentemperatur des polyurethanbeschichteten Antriebsrades und der zehn ebenfalls beschichteten Laufräder. Das Antriebsrad hat einen Radius von 80 mm und erreicht eine Drehzahl von 12.000 Umdrehungen pro Minute bei Maximalgeschwindigkeit.

Die Laufräder haben einen Radius von 25 mm und halten das Fahrzeug in der Schiene. Die Oberflächentemperatur muss während der Fahrt und auch auf dem internen Teststand überprüft werden, um die Haltbarkeit der Räder sicherzustellen und deren Verschleiß zu kontrollieren. Die Polyurethanbeschichtung der Räder sollte nicht heißer als 120 °C werden. Mit diesen Werten ist es ebenfalls möglich Grenzbereiche und Dauerlasten auszuwerten und ggf. Verbesserungen vorzunehmen.

Temperaturmessung im Hyperloop

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1. Temperaturmessung im Hyperloop – bei 100 m/s
2. Zuverlässig trotz Vakuum und hohen Drehzahlen
3. Das Messprinzip

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