Bruggen, viaducten, windturbines, kranen, daken van stadions en soortgelijke grote constructies worden aan bijzonder hoge belastingen blootgesteld. Daarom vereist hun veilige werking een doorlopende monitoring. Om dit te kunnen monitoren ontwikkelde HEIDENHAIN, in nauwe samenwerking met de Zweedse dochter LEINE LINDE, een nieuwe serie meetinstrumenten: de ESR-rekmeetsystemen.

De ESR-rekmeetsystemen bieden geheel nieuwe mogelijkheden voor kortdurende, terugkerende of permanente rek- en belasting metingen. Ze zijn het uiterst nauwkeurige, robuuste en herbruikbare alternatief voor conventionele systemen voor het bewaken van grote constructies. Het gebruik van een elektro-optische roterende encoder voor het meten van reksignalen en het genereren van digitale meetsignalen is geheel nieuw.
Het nieuwe ESR-rekmeetsysteem kan goed ingezet worden als onderdeel van het ‘Weigh in Motion’ systeem voor het wegennet.

Specificaties:

• nauwkeurigheid < ± 0,2 %
• meetbereik ± 5.000 µe (± 1 mm)
• resolutie 0,025 µe (5 nm) - sample rate 30 kHz
• beschermingsklasse IP66

Nieuw concept gebaseerd op bewezen technologie Roterende encoders zijn de industriële standaard voor het bepalen van de positie en snelheid van motoren. Voor deze functies worden ze al decennia gebruikt in productie- en automatiseringssystemen, maar ook in windturbines, bruggen en liften.

De ESR-rekmeetsystemen gebruiken nu deze robuuste en bewezen roterende encodertechnologie om de lengteverandering tussen twee punten te meten. Deze twee punten zijn bevestigd aan het te meten object met een onderlinge afstand van 200 mm. Het ene meetpunt ligt in lijn met de as van de encoder-as, het andere aan het uiteinde van een meetarm.

Elke relatieve lengteverandering van het meetobject ten opzichte van de parallelle, onbelaste meetarm leidt tot een hoekverandering op de roterende encoder, die wordt gebruikt om uitzetting of compressiebewegingen te detecteren.

Op basis van de geselecteerde geometrieën komt één stap van de roterende encoder overeen met een lengteverandering van 5 nm of omgerekend naar rek 0,025 µe. Dat is ongeveer vijf keer meer meetinformatie dan bij conventionele systemen. Bovendien werken de ESR-meetsystemen moeiteloos, dankzij hun hoge sample rate, ook in dynamische toepassingen.

Met beschermingsklasse IP66 en een bedrijfstemperatuur van -40 ° C tot + 100 ° C is het systeem goed beschermd tegen omgevingsinvloeden en optimaal ontworpen voor buitentoepassingen.

Omdat het materiaal van de meetarm kan worden gekozen op basis van het materiaal van het meetobject, bieden de ESR-rekmeetsystemen een constructieve, passieve temperatuurcompensatie.

De meetarm kan zo gekozen worden zodat deze dezelfde uitzettingscoëfficiënt heeft als die van het gemeten object, zo wordt onnauwkeurigheid veroorzaakt door thermische effecten ‘gecompenseerd’.

Uniek, de belangrijke voordelen:

• de enige volledig digitale oplossing op de markt
• nauwkeuriger en meer dynamisch dan conventionele oplossingen
• herbruikbaar
• eenvoudig montageconcept (lijmen, schroeven of magnetische montage)

Eenvoudige montage voor universeel gebruik

Bij de ontwikkeling van de ESR-rekmeetsystemen werd bijzonder belang gehecht aan snelheid en procesbetrouwbaarheid. Daarom zijn er, afhankelijk van de toepassing, verschillende montagevarianten om uit te kiezen:

• ESR 125 en ESR 225 als lijmvarianten voor permanente bevestiging
• ESR 325 als geschroefde variant die snelle bevestiging mogelijk maakt voor herhaalde metingen aan hetzelfde object
• ESR 425 voor bevestiging met magneten voor kortdurende metingen, waarna het meetsysteem voor onbepaalde tijd hergebruikt kan worden

Interfacing en verwerking van de meetgegevens

Het meetsysteem geeft via de EnDat 2.2 interface de meetdata door naar de EIB 74x (die 4 systemen synchroon kan verwerken), die op zijn beurt de meetgegevens via een ethernet verbinding (TCP/IP) verder doorgeeft naar de vervolgelektronica, zoals een PC. Als er een router wordt gebruikt kan het systeem (via WiFi) op afstand worden toegepast. Zo zijn verschillende concepten denkbaar. Er zijn ook modules beschikbaar voor het aansluiten op Profibus, CANopen, Powerlink en EtherCAT.

Het weergeven en evalueren van de gemeten data kan op verschillende manier worden gedaan, Excel, Tableau of MS POWER BI.

Met de invoering van deze nieuwe meetsystemen kunt u nu op een nog betere en snellere manier de 'gezondheid' van objecten meten en evalueren.