• erhöhte Personensicherheit dank nichtleitender, optischer Sensorik
    imc CANSAS-FBG-T8

    Sicher messen in HV-Umgebungen dank nichtleitender, optischer Sensorik

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  • Keine elektromagnetischen und elektrostatischen Einflüsse (EMV/ESD) im Messergebnis
    imc CANSAS-FBG-T8

    Saubere Messergebnisse dank Immunität gegenüber elektromagnetischen Störungen (EMV/ESD)

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Faseroptisches CAN-Messmodul für Temperaturmessung

Mit dem neuen, faseroptischen CAN-Messmodul imc CANSAS-FBG-T8 wird das Messen in Hochspannungsumgebungen sicherer und einfacher. Dank des optischen Messverfahrens sind Messstelle und Messtechnik vollständig entkoppelt. Das Modul misst an acht optischen Eingängen mittels speziell entwickelter Faser-Bragg-Gitter-Sensoren (FBG) Temperaturen auf beliebigen Potentialen und gibt die Daten via CAN aus.

Auf einen Blick

  • 8 Kanäle
  • Temperaturmessung
  • 1 kHz Abtastrate
  • 100 Hz Bandbreite
  • CAN-Ausgang

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Sicher messen in Hochvolt-Umgebungen

Beim Arbeiten an Spannungen jenseits von 50 V, sind umfassende Schutzmaßnahmen vorgeschrieben. Das gilt auch für die angeschlossene Messtechnik, wenn diese elektrisch verbunden ist. Mit der faseroptischen Messtechnik von imc entschärft sich das Thema Personenschutz deutlich: die glasfaserbasierten Sensoren weisen keinerlei elektrische Leitfähigkeit auf. Damit ist weder eine sicherheitstechnische Spezial-Ausrüstung noch eine gesonderte Ausbildung des Bedienpersonals notwendig.  Aufwendige und teure Hochvolt-Isolationen der Kabel sind ebenfalls überflüssig.

Saubere Messergebnisse trotz HV-Umgebung

Gerade Anwender, die Messungen im Hochspannungsumfeld oder im Bereich E-Mobility durchführen, profitieren von der Robustheit der faseroptischen Technologie. Dank des optischen Messprinzips ist diese Technologie immun gegenüber elektrostatischen und elektromagnetischen Störungen, was bei klassischer Messtechnik in Hochvoltumgebungen häufig ein Problem ist.

Einfaches Handling durch geringe Kabeldurchmesser

Da die aufwendige und dicke HV-Isolierung der Messkabel entfällt, sind die FBG-Sensorleitungen nicht mal einen Millimeter dünn. Damit benötigen sie 90% weniger Platz als klassische HV-Leitungen mit 3-4 mm Durchmesser. Ein Vorteil, gerade bei vielkanaligen Messungen mit Hunderten von Sensoren. Die Kabelstränge lassen sich einfacher verlegen und leichter durch Engstellen durchführen.

Messen in der Wicklung von E-Motoren

Die besonders dünnen FBG-Temperatursensoren (in Bauform "xxs") haben an ihrer aktiven Zone gerade einmal einen Durchmesser von ca. 0,5 mm. Das erleichtert die Montage und ermöglicht vollkommen neue Anwendungen. Beispielsweise lassen sich die Sensoren auf Grund der geringen Größe direkt in die Wicklung von Elektromotoren mit einbringen, ohne deren Eigenschaften (insbesondere Feldverläufe) maßgeblich zu beeinflussen. In Kombination mit dem schnellen Ansprechverhalten des faseroptischen Fühlers lässt sich so die Wicklungserwärmung präzise messen, um beispielsweise Temperaturverläufe unter Belastung aufzuzeichnen. Eine Aufgabe, die mit klassischer Sensorik (PT100 oder Thermoelement) bisher kaum lösbar war.

Einfach zu bedienen

Wir haben viel Wert auf eine komfortable Bedienung gelegt: Einfach den imc FBG-Sensor am Modul anschließen und in der imc CANSAS-Software die Kenndaten eintragen oder per Drag & Drop aus der imc SENSORS Datenbank übernehmen: Schon kann die Messung starten.

Einfach zu integrieren

Das faseroptische Messmodul lässt sich in jede beliebige Testumgebung integrieren. Über die CAN-Schnittstelle können die Daten entweder direkt zu einem Datenlogger, einem Applikationssystem oder an eine Automatisierung weitergegeben werden.

Patentierte Sensortechnik

Die faseroptischen Temperatursensoren von imc sind speziell für die Verwendung mit dem CAN-Messmodul entwickelt worden. Der patentierte Sensor basiert auf einer Single-Mode Glasfaser mit einem eingeschriebenen Fiber Bragg Gitter („FBG“), die in ein sehr dünnes Glaskapillargehäuse von unter 1 mm Durchmesser integriert ist. Damit ist er extrem reaktionsschnell und in kleinsten Zwischenräumen installierbar.

Sensorgrößen

imc FBG-Tempxxss
Eigenschaftensehr klein & schnellbesonders robust
Durchmesser0,5 mm1,5 mm
Ansprechzeit0,2 s1,5 s
Betriebsbereich-40° C ... +220° C

 

Praktische Anschlusstechnik

Die FBG-Sensoren von imc sind mit der robusten E2000/APC-Steckertechnik ausgerüstet. Diese verfügt auf der Sensor- und Messgeräteseite über eine integrierte Schutzkappe, so dass die Glasfaser vor Staub und Schmutz geschützt ist. Sobald der Stecker auf die Buchse gesteckt wird, öffnet sich die Kappe automatisch. Eine Verriegelung verhindert nach dem Aufstecken, dass der Stecker sich ungewollt löst. Und sollte die Sensorleitung mal zu kurz sein, so können Anwender mittels Kupplung und optischem Patch-Kabel jederzeit verlängern.

 

Faseroptische und elektrische Messtechnik vereint

Das faseroptische CAN-Messmodul ist elektrisch wie auch mechanisch kompatibel zur imc CANSASflex-Serie. Das bedeutet, es kann mit jedem Messmodul der flex-Serie über den integrierten Klickverbinder zusammengesteckt werden. Damit steht das gesamte imc Portfolio an klassischer elektrischer Messtechnik zur Verfügung. Auch der intelligente CAN-Datenlogger imc BUSDAQflex lässt sich direkt anklicken und damit faseroptische und elektrische Messmodule zu einem synchronisierten Messsystem vereinen. Verschiedenste Mess-, Prüf- und sogar Regelanwendungen lassen sich flexibel abdecken und vielfältige Fahrzeug- und Industriebusse mit integrieren.

Anwendungsbeispiele

E-Mobility

Bei der Entwicklung neuer Hybrid- und Elektrofahrzeuge gilt es, an zahlreichen Komponenten Temperaturen zu messen. Ob Antriebsmotor, Umrichter, Batterie, Ladetechnik oder Steckverbinder. Oftmals kommen 200 - 300 Messstellen zusammen. Gut zu wissen, dass die FBG-Sensorik und -Messtechnik dabei nie unter Spannung stehen kann. Und dank der dünnen Kabel ist das Verlegen der Messleitungen im Fahrzeug wesentlich einfacher.

Elektromotoren-Entwicklung

An moderne Elektromotoren werden hohe Anforderungen gestellt: hohes Drehmoment, lange Lebensdauer, geringe Wärmeentwicklung. Damit die Quadratur des Kreises gelingt, sind bei der Entwicklung viele Tests und Messungen notwendig. Wichtige Erkenntnisse gewinnt man, wenn es gelingt, die Wicklungstemperatur des Motors im aktiven Betrieb zu beobachten.

Mit klassischen HV-Thermoelementen war das bisher eine kaum zu lösende Messaufgabe: Zum einen führen die starken elektrischen und magnetischen Felder häufig zu Fehlern in den Messergebnissen durch EMV- und ESD-Störungen. Zum anderen verändern die dicken HV-Messfühler die Wicklungsgeometrie des Motors und verfälschen dadurch die Feldverteilung. Das kann zu Störungen im Rundlauf und zusätzlichen Geräuschen führen, was einen sinnvollen Test nicht mehr zulässt.

Dagegen lassen sich die nur 0,5 mm schlanken FBG-Sensoren direkt in die Wicklung mit einbringen, ohne diese nennenswert zu beeinflussen. Und dank des optischen Messprinzips sind die Messergebnisse völlig frei von störenden elektromagnetischen Einflüssen.

Stromabnehmer an Schienenfahrzeugen

Der Stromabnehmer (Pantograph) an einem Zug wird im Betrieb stark beansprucht. Während der Fahrt steht das Schleifstück in ständiger Berührung mit dem Fahrdraht. Damit der Fahrdraht nicht zu schnell verschleißt, ist das Schleifstück des Stromabnehmers aus einem weicheren Material: typischerweise aus Kohle oder einer Aluminiumlegierung. Während der Fahrt unterliegt es dabei starken thermischen Belastungen durch Reibung, Lichtbögen, etc.

Mit Hilfe der faseroptischen Messtechnik von imc, sind Entwickler nun in der Lage, sicher und präzise Temperaturen direkt in der Kohle-Bürste des Stromabnehmers zu erfassen. Dank des schnellen Ansprechverhaltens der FBG-Sensoren und der hohen Abtastrate von 1000 Hz, können selbst dynamische Temperaturverläufe bei Lichtbögen, Abbrand und dergleichen untersucht werden. Dass die Messungen dabei auf einem Niveau von 15.000 V stattfinden, ist dank der faseroptischen Technologie nur noch eine Nebensache: Messstelle und Messdatenerfassung sind elektrisch entkoppelt.

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