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Schallemissionssensoren mit integriertem Messsystem - Überblick

4. Generation: G4-ISM, G4-SPE, G4-DUAL, G4-MID

Funktionsprinzip: Seit 2016 entwickeln wir Sensoren mit integrierten Schallemissionssystemen. Das Sensorgehäuse enthält ein Analogteil, eine digitale Signalverarbeitungseinheit und einen Webserver. Das Analogteil verstärkt das Sensorsignal und bildet zur Datenreduzierung die logarithmische Einhüllende. AE-Parameter, wie Ankunftszeit, Anstiegszeit, Signaldauer, Spitzenamplitude und Energie werden von der digitalen Signalverarbeitungseinheit aus der Hüllkurve extrahiert. Parallel zur Parameterbildung kann die Wellenform der Hüllkurve aufgezeichnet werden. Der Sensor generiert dynamische Webseiten und ist entweder drahtlos (Typ ISM) oder über ein Single Pair Kabel (Typ SPE) mit einem Datennetzwerk verbunden. Die Steuerung des Sensornetzwerks und die Anzeige der Messergebnisse erfolgen hardware- und betriebssystemunabhängig als Webanwendung.


G4-ISM-150 kHz-LiIon-4.2 Ah

Typ ISM: Die drahtlose Datenübertragung findet im 2,4-GHz-ISM-Band statt. Eingebaute Li-Ion- oder LiFePo4-Akkumulatoren übernehmen die Stromversorgung. Praktisch werden ohne Nachladung je nach Sensortyp, Messregime, Hit­rate, Umgebungstemperatur und Alterung der Li-Zellen Betriebszeiten zwischen 24 und 240 Stunden erreicht. Im ungünstigsten Fall beträgt die Leistungsaufnahme eines Sensors 91 mW. Ein offensichtlicher Vorteil ist, dass keine Kabel benötigt werden.

Typ SPE: Datenübertragung und Stromversorgung erfolgen über Single Pair Ethernet (SPE). Aufgrund ihrer geringen Durchmesser und hohen Flexibilität lassen sich SPE-Kabel leicht verlegen. Für Point-to-Point-Verbindungen sind Kabellängen bis zu 1400 m möglich. Multidrop Bus Lines und/oder Mid Devices reduzieren die Gesamtkabellängen verglichen mit konventionellen zentralen AE-Systemen auf bis zu 10 %. Beim Einsatz eines Mid Devices ist jedes Kabel kürzer als der Sensorabstand. Multidrop Bus Lines führen zu Kabellängen, die dem Aufnehmerabstand entsprechen. Die maximale Leistungsaufnahme eines Sensors ist kleiner als 105 mW. Die SPE-Lösung ist unabhängig von Störungen im vielseitig genutzten ISM-Band.

Typ DUAL: Die dualen Sensoren verfügen sowohl über ISM-Antenne als auch SPE-Stecker. Sie können als ISM- oder als SPE-Sensor eingesetzt werden und vereinen die Vorteile der beiden Typen. Nachteilig sind das größere Bauvolumen bzw. die kürzeren Betriebszeiten.

Mid Device: Das Mid Device erfüllt folgende Aufgaben: Erstens ist es Bindeglied zwischen den Sensoren und dem Browser eines beliebigen Computers. Es setzt die proprietären Protokolle der Sensoren in standardisierte Verbindungen wie WLAN oder LTE um. Zweitens wird die für eine Quellortung notwendige Synchronisation der Sensoren im Submikrosekundenbereich verbessert und drittens für eine erhebliche Reduzierung der Kabellängen beim Einsatz der SPE-Typen gesorgt.

Technische Daten für alle Sensoren
Dynamik
96 + 18 dB
Datenspeicher
128 MB
Gangunterschied
<0.85 µs
Testsignal
Rechteck N x 72 V
Koppelfläche
Keramik
Außengehäuse
ABS
Schutzart
IP65

HINWEIS: Für einen Größenvergleich zeigen alle Sensorabbildungen rechts einen konventionellen 150 kHz Sensor ⌀ 19 x 15 mm.