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O+P Fluidtechnik 6/2021

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O+P Fluidtechnik 6/2021

DRUCKSENSOREN KNOW-HOW

DRUCKSENSOREN KNOW-HOW FÜR PASSENDE SENSORLÖSUNGEN PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Der Markt für Drucksensoren deckt grundsätzlich die meisten Anwendungsfelder ab. Oftmals lohnt es sich aber, das Produkt spezifisch für den Einsatz und die Integration in übergeordnete Gesamtsysteme zu optimieren. Neben äusserlich erkennbaren Komponenten wie Gehäuseteilen oder Anschlusssteckern betrifft dies auch den inneren Aufbau des Sensors. Durch eine enge Zusammenarbeit vom Lieferanten über den Hersteller bis zum Anwender können viele Anpassungen einfach und effektiv umgesetzt werden. Die Keller AG kennt die Möglichkeiten piezoresistiver Sensortechnik und hat seit 1974 unzählige anspruchsvolle Projekte realisiert. Die Kunden des Unternehmens sind Spezialisten auf ihrem Gebiet und kennen die Anforderungen und die Umgebungsbedingungen am genauesten. Der gegenseitige Erfahrungsaustausch war dabei immer die Basis des Erfolgs. Nur mit dem gemeinsamen Know-how kann die optimale Sensorlösung gefunden werden, davon ist man bei Keller in Winterthur überzeugt. Auch Anwendungen, die auf den ersten Blick trivial erscheinen, bergen bei genauer Betrachtung oft unerwartete Komplexi- tät. Werden die realen Einsatzbedingungen des Sensors von Anfang an berücksichtigt, erhöht dies die Effektivität und Langlebigkeit enorm. Dies gilt für eine Füllstandsmessung in der Regentonne genauso wie für hochpräzise wissenschaftliche Laborgeräte oder die sprichwörtliche Raketenwissenschaft. ERFAHRUNG UND FERTIGUNGSTIEFE Es ist daher nie verkehrt, sich beraten zu lassen. Ob eine Neuentwicklung sinnvoll ist oder ein bestehendes, respektive modifiziertes Produkt verwendet werden kann, hängt ganz vom Kundenprojekt ab. Auf Basis der Anforderungen wird von Hersteller und Anwender gemeinsam ermittelt, welche Eigenschaften für eine störungsfreie Messung benötigt werden. Die Keller AG blickt wertschätzend auf ihre langjährige Erfahrung, die dabei hilft, alle Faktoren und ihre gegenseitigen Abhängigkeiten zu berücksichtigen. „Unser Technologiewissen, die langjährige Erfahrung und das Beherrschen der vielen Prozesse für die Herstellung von Drucksensoren, gepaart mit einer hohen Fertigungstiefe, ermöglichen uns auch das Unmögliche möglich zu machen“, so formuliert es Bernhard Vetterli, Technical Director der Keller AG. Zu Beginn eines Entwicklungsprojektes werden grundlegende Sensorspezifikationen festgelegt wie Gesamtmessbereich, Genauigkeit, Kalibrierung auf bestimmte Messpunkte und Druckeinheiten oder die Skalierung des Ausgangssignals. Bei Produkten mit digitalem Signalausgang kommen zusätzliche Fragestellungen hinzu wie beispielsweise die benötigte Abtastrate oder Signalauflösung. Die festgelegten Werte bilden die Basis für die Auswahl der Komponenten. Autor: Anatol Straub, Digital Marketing Specialist, Keller AG in Winterthur 30 O+P Fluidtechnik 2021/06 www.oup-fluidtechnik.de

DRUCKSENSOREN 01 ANPASSUNG AN DIE UMGEBUNGSBEDINGUNGEN Die Berücksichtigung der Einsatzbedingungen ist ebenfalls ein zentraler Teil der Anforderungen und erhöht nicht nur die Lebensdauer des Sensors, sondern ist oftmals auch eine Voraussetzung für korrekte Messergebnisse. Ist im druckhaltenden System mit großem Überdruck oder dynamischer Belastung zu rechnen, sollte die Konstruktion des Sensors dafür optimiert werden. Gewisse Anwendungen oder benachbarte Anlagenteile bergen die Gefahr von Signalverfälschungen und Ausfällen durch Vibration oder Schock. Die Temperatur hat ebenfalls starken Einfluss auf alle Materialien und ihre Beständigkeit. Neben Extremwerten können auch schnelle Temperaturwechsel Komplikationen verursachen. Nicht weniger wichtig ist die chemische Beständigkeit. Aggressive Messmedien greifen Gehäuse- und Dichtungsmaterialien an, wenn diese nicht sorgfältig ausgewählt wurden. Auch externe Faktoren wie z.B. Benzindämpfe, UV-Strahlung, Salzwasser oder sogar Mikro-Organismen können zum Problem werden. Deshalb ist die Berücksichtigung aller relevanten Faktoren essentiell. Natürlich besitzt jede noch so gut optimierte Konstruktion weiterhin eine Belastungsgrenze und muss gegebenenfalls durch zusätzliche Maßnahmen geschützt werden. Allerdings meint Stefan Fehr, Head of Quality Assurance bei Keller: „Unsere Erfahrung lehrt uns, dass die Materie scheinbar keine Grenzen kennt, wenn es darum geht uns neue Herausforderungen zu bereiten.“ MECHANIK, ELEKTRONIK & KONFIGURATION Der Aufbau eines Sensors muss alle vorhergehenden Überlegungen berücksichtigen und ist entscheidend für die Performance. Von der Auswahl des Sensorchips über das Koppelmedium bis hin zu den verwendeten Werkstoffen und Fertigungstechniken. 01 Beispiele für Sensoren, die auf individuelle Kundenanforderungen hin entwickelt wurden 02 Auch bei Beschriftung und ggf. Branding sind spezielle Kundenwünsche erfüllbar 02 POINTIERT KUNDENINDIVIDUELLE BESCHRIFTUNG DER SENSOREN ANALOGE UND DIGITALE SCHNITTSTELLEN MÖGLICH INTEGRATION SPEZIFISCHER BERECHNUNGEN IN GERÄTE UND SOFTWARE Zusätzlich kommen hier Kundenwünsche bezüglich Bauform, Druckanschluss usw. sowie Anforderungen aus der Anwendung und Vorgaben aus Normen und Gesetzen zum Tragen. Die Grundfunktion der Elektronik ist es, das Messsignal aufzubereiten, eventuell zu speichern und über die entsprechende Schnittstelle auszugeben. In diesem Zusammenhang ist auch die Integration applikationsspezifischer Berechnungen in die Firmware oder die Konfiguration von Geräten und Software nach Kundenwunsch möglich. Andere Anforderungen sind wiederum von der Umgebung abhängig, wie zum Beispiel erweiterter Blitzschutz, EMV oder Explosionsschutz. Eigensichere Produkte können auch spezifisch auf Parameter des Gesamtsystems beim Kunden abgestimmt werden. ELEKTRISCHE SCHNITTSTELLEN & ANSCHLUSS Digitale Schnittstellen können an Kommunikationsprotokolle angepasst oder kundenspezifisch konfiguriert werden. Gerade in der Sensorik haben analoge Schnittstellen weiterhin einen hohen Stellenwert. In beiden Bereichen hat Keller Erfahrung in der Entwicklung applikationsspezifischer Lösungen, darunter solche mit Lichtwellen- und Frequenzausgängen. Für den elektrischen Anschluss lassen sich die benötigten Anschlussstecker in die Konstruktion integrieren und Kabelabgänge nach Wunsch konfektionieren. INDIVIDUELLE BESCHRIFTUNG Neben Kundenlogos können auch funktionale Beschriftungen – wie zusätzliche Teilebezeichnungen, Seriennummern, Data Matrix Codes oder Hilfsmarkierungen – als Laserbeschriftung oder auf Etiketten angebracht werden. Auch die kundenspezifische Farbcodierung von Anschlusslitzen ist möglich. Bei Consumer- Produkten wie Manometern kann zudem ein eigenes Design mit Kundenlogo für die Frontfolie verwendet werden. Bilder: Aufmacher: nordroden/stock.adobe.com; 01 + 02 Keller www.keller-druck.com www.oup-fluidtechnik.de O+P Fluidtechnik 2021/06 31

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