Die Wirbelstrom-Messtechnik beruht auf dem Erzeugen eines hochfrequenten Wechselmagnetfeldes durch eine Spule im Sensor. Sobald sich dem Sensor ein elektrisch leitfähiges Objekt nähert, werden im Inneren des Objektes sogenannte Wirbelströme induziert. Hierbei ist es egal, ob das Objekt ferromagnetisch ist oder lediglich leitfähig, wie Aluminium oder Kupfer. Die Wirbelströme erzeugen ihrerseits ein Magnetfeld, das gemäß dem Lenz’schen Gesetz dem ursprünglichen Magnetfeld entgegenwirkt und so die Impedanz der Spule verändert. So entsteht eine Wechselwirkung des vom Sensor erzeugten und des vom Wirbelstrom beeinflussten Magnetfeldes, die sich auf die Impedanz der Spule sowie die Amplitude und Phase des Sensorsignals auswirkt. Mit dem Messen dieser Impedanz- oder Signaländerung lassen sich präzise Aussagen über den Abstand zwischen Sensor und Messobjekt treffen. Da Wirbelstrom-Sensoren oft im Mikrometerbereich arbeiten müssen, sind die Sensoren präzise zu fertigen und zu kalibrieren, um Messfehler und zu große Toleranzen zu vermeiden. Zudem müssen Hersteller ausgeklügelte Kompensationsalgorithmen oder Kennlinien in der Auswerteelektronik hinterlegen, um Abweichungen durch das Messen auf verschiedene Metalle selbst bei schwankenden Temperaturen auszugleichen. Auch Temperatur-Drifts aufgrund von hohen Umgebungstemperaturen, elektromagnetischen Feldern oder hohen Drücken und Vibrationen sind Herausforderungen, mit denen sich Messtechnik-Hersteller bei der Entwicklung von Wirbelstrom-Sensoren auseinandersetzen müssen.
Hohe Temperaturstabilität
Mit dem Sensor EddyNCDT 3020 ergänzt Micro-Epsilon sein umfassendes Portfolio an Wirbelstrom-Messtechnik um einen leistungsfähigen 1-Kanal-Controller mit einer Auflösung von 0,01 Prozent des Messbereichs (dynamisch) und einer Messrate bis 80kSa/s (Kilo Samples pro Sekunde). Er nimmt Abstandsänderungen bis zu einer Grenzfrequenz von 5kHz präzise auf. Aufgrund der Temperaturbeständigkeit des Controllers von bis zu 105°C sowie der Sensoren bis 200°C kann der komplette Messkanal bei einer hohen Umgebungstemperatur zum Einsatz kommen. An den neuen Controller lassen sich alle beliebigen Sensoren aus dem umfangreichen Portfolio anschließen, womit der Hersteller Messbereiche von 1 bis 80mm abdeckt. Die hohe Industrietauglichkeit stellt der Controller mit seinen vielseitigen industriellen Schnittstellen, flexiblen Einstellmöglichkeiten über die Software SensorTool sowie seiner robusten Bauform gemäß IP67 unter Beweis. Anwender können mittels der Software beispielsweise eine Dreipunkt-Linearisierung durchführen, den Messwert mitteln, den Analogausgang beliebig skalieren oder einen Schaltausgang konfigurieren. Zum Verbinden des Controllers mit angeschlossener Peripherie oder einer speicherprogrammierbaren Steuerung stehen Anwendern alle üblichen Feldbus-Anschlüsse über ein zusätzliches Schnittstellengerät zur Verfügung. Das aufbereitete Messsignal überträgt der Controller stabil und über lange Strecken hinweg digital oder analog über einen Stromausgang. Aufgrund seiner Eigenschaften deckt der 76x53x30mm große Controller EddyNCDT 3020 zahlreiche Einsatzszenarien ab, besonders wenn ein Strom-, Digital- oder Schaltausgang nötig ist, der Sensor an einen Feldbus angebunden werden soll oder die Genauigkeitsanforderungen hoch sind. Prädestiniert ist der Controller ebenfalls, wenn Anwender eine Linearisierung im Feld benötigen, z.B. um besondere Einbaubedingungen oder Materialien in einer Maschine auszugleichen oder wenn Sensor und Controller steckbar sein sollen. In der Intralogistik ist die Maximierung der Lagerkapazität entscheidend. Kompakte Sensoren spielen dabei eine Schlüsselrolle: Höchste Leistung in kompakter Bauform schafft mehr Platz für die Ware, denn die Technik macht sich klein. ‣ weiterlesen
Intralogistik: Neue Baumer ToF-Sensoren machen sich klein
Bequeme Systemkonfiguration
Über einen RS485 zu USB-Wandler lassen sich Sensor und PC einfach und schnell verbinden. Anschließend können Anwender mit der Micro-Epsilon-eigenen Software SensorTool den EddyNCDT 3020 parametrieren. Die zahlreichen Einstellmöglichkeiten bieten Anwendern eine hohe Flexibilität, da sie unter anderem ein beliebiges Skalieren des Analogausgangs und des Messbereichs ermöglichen, vielfältige Optionen für das Condition Monitoring wie die Grenzwertüberwachung über einen Schaltausgang bereitstellen, eine weitergehende Datenverarbeitung durch Mitteln, Mastern oder Datenreduktion erlauben sowie eine Dreipunkt-Linearisierung für kundenspezifische Einbausituationen und unterschiedliche Materialien unterstützen. Für die Ethernet- und Ethercat-Verbindung ist zusätzlich das Schnittstellenmodul IF1032 und für die USB-Verbindung das Modul IF7001 nötig. Ein Verbinden über Profinet oder Ethernet/IP ist außerdem über das Schnittstellenmodul IF2035 möglich.
Planheitsmessung beim Flachwalzen von Rohstahl
Beim Flachwalzen von Rohstahl wird Stahl über große Brammen und unter großer Hitze flachgewalzt, um ihn für die spätere Verarbeitung vorzubereiten. Entscheidend ist dabei die Planheit des Stahls, um Wellen oder Wölbungen zu vermeiden. Die Sensoren messen den Abstand zwischen Sensor und Stahlband und damit die Zugspannung an jedem Punkt des flachgewalzten Stahls, um eine gleichmäßige Amplitude sicherzustellen. Ein großer Vorteil der Wirbelstrom-Sensoren sind dabei ihre hohe Temperaturbeständigkeit sowie Unempfindlichkeit gegenüber Schmutz und Vibrationen. In Kombination mit der modernen Auswertesoftware lässt sich die Planheit des Stahls sicherstellen und damit eine essentielle Produkteigenschaft erreichen. Digitale Souveränität in der Automation: Fraunhofer IOSB-INA entwickelt einen KI-Assistenten für die SPS-Programmierung. ‣ weiterlesen
Automatisierung neu gedacht
