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Micro-Epsilon und TU München

Temperaturmessung im Hyperloop – bei 100 m/s

6. September 2017, 13:00 Uhr | Dipl.-Ing. Manfred Pfadt (Micro-Epsilon)

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Zuverlässig trotz Vakuum und hohen Drehzahlen

Um die Oberflächentemperatur der Räder exakt bestimmen zu können, ist der Temperatursensor thermoMETER CSmicro etwa 75 mm über der Oberfläche des Antriebsrades fest angebracht. Dadurch ergibt sich auf jedem Rad ein mittig platzierter, kreisförmiger Messfleck von 7 mm Durchmesser mit hoher räumlicher Auflösung, der zur exakten Bestimmung der Temperatur ausreicht.

Die Herausforderung für diese Messaufgabe liegt in der hohen Drehzahl kombiniert mit den schwierigen thermischen Bedingungen im Vakuum. Derart hohe Drehzahlen machen eine berührende Messung unmöglich. Daher müssen berührungslose Sensoren zum Einsatz kommen, die dazu die extremen Bedingungen im Vakuum aushalten und gleichzeitig präzise und verlässliche Messwerte liefern. Da im Vakuum keine Wärmeleitung durch Konvektion möglich ist und die Komponenten nicht durch die Umgebungsluft gekühlt werden können, müssen Sensoren mit wenig Verlustwärme zum Einsatz kommen.

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Temperatursensor

Das thermoMETER CSmicro ist ein Temperatursensor, der alle erforderlichen Bedingungen dieser Messaufgabe erfüllt. Der Miniatursensor lässt sich durch seine geringen Abmessungen ideal in beengte Bauräume einpassen. Er hat einen Durchmesser von 14 mm, eine Länge von 28 mm und ist mit einem M12 Feingewinde versehen. Der Controller wurde direkt in das Kabel integriert.

Des Weiteren produziert der Sensor durch seine geringe Stromaufnahme von nur 9 mA wenig Verlustwärme und gibt folglich kaum Wärme im Vakuum ab. Außerdem ist der Messkopf abgesetzt, Sensor und Elektronik können voneinander getrennt platziert werden, so dass die Elektronik nicht der direkten Hitze in der Umgebung des Messobjektes ausgesetzt ist. Der Sensor selbst lässt sich mühelos ohne Kühlung bei Umgebungstemperaturen von bis zu 120 °C einsetzen, während sich der Messbereich von -40 °C bis +1030 °C erstreckt.

Die beschichtete Siliziumoptik macht ihn robust und unempfindlich. Der Sensor verfügt über einen skalierbaren Analogausgang und einen simultanen Alarmausgang und bietet außerdem die Möglichkeit digitaler und analoger Anschlüsse. Eine digitale Programmierung ist möglich, die erweiterte Anwendungsmöglichkeiten bietet.