Fertigung und Erprobung eines Mikro-Wirbelstromsensors zur Abstandsmessung

Abstands- und Wegmessung mit Wirbelstromsensoren

Der Abstand zwischen der Spule und dem Messobjekt hat eine große Wirkung auf die Änderung der Spulenimpedanz und stellt bei weitem die stärkste Einflussgröße beim Wirbelstrommessverfahren dar [RÖP99]. Die Empfindlichkeit der Spule erhöht sich mit Verringerung des Abstandes zum Messobjekt. Das heißt, dass die Impedanzänderung der Spule umso größer ist, je näher sich die Spule am Messobjekt befindet [SMI75]. Dieser Effekt wird für Anwendungen im Bereich der Abstands- und Wegmessung genutzt [SEL94].

Wegmesssensoren werden überall dort benötigt, wo veränderliche Positionen erfasst werden müssen, um entweder als reiner Messwert ausgegeben zu werden oder in einem Regelkreis die Stellgröße als Messwert zur Verfügung zu stellen. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen tastenden und berührungslosen Wegaufnehmern. Zu den tastenden Wegaufnehmern zählen dabei alle Aufnehmer, die ein spezielles Objekt als Wegvermittler benötigen, das fest mit dem eigentlichen Messobjekt verbunden ist. Berührungslose Wegaufnehmer können ohne einen solchen Vermittler direkt das zu vermessende Objekt untersuchen. Gegenüber anderen Messverfahren haben die berührungslosen Wegaufnehmer den Vorteil, dass sie überall dort eingesetzt werden können, wo Schmutz, Öl, Wasser und ähnlich widrige Umgebungsbedingungen herrschen.

Der Anwendungsbereich von Wirbelstromsensoren als Wegmesssensoren ist sehr breit und beinhaltet Abstands- bzw. Exzentrizitätsmessungen an rotierenden Metallwalzen und -scheiben, Messungen von Ventilbewegungen wie Prellen und max. Hub, Rundheitsmessungen an Turbinen-Außenringen, Dickenmessungen von Flachbandmaterialien sowie Kippwinkel-, Parallelitäts-, Geradheits- und Ebenheitsmessungen im Allgemeinen (Bild 2.5).

Vibration, Auslenkung, Spiel, Schwingungen, Rundlauf

Verschiebung, Weg, Position, Ausdehnung

Durchbiegung, Verformung, Welligkeit, Verkippung

Abmessungen, Messtoleranzen, Sortieren, Teileerkennung

Schlag, Verformung, axiale Wellenschwingung

Prozessbegleitende Qualitätsüberwachung, Dimensionsprüfung

2005 imt 5017-006
Bild 2.5: Anwendungsbereiche eines Wirbelstromsensors als Wegmesssensor