Schwingungsanalyse

Polarisierte Kunststoffolien aus PVDF* sind piezoelektrisch aktiv, leicht, flexibel und von hoher Festigkeit.

Zeigt ein vergrößertes Bild an: Zeigt ein vergrößertes Bild an: Zeigt ein vergrößertes Bild an: Zeigt ein vergrößertes Bild an:

Piezofolien sind in vielen verschiedenen Dicken erhältlich und können sowohl für großflächig integrierende, als auch für Anwendungen mit hoher Ortsauflösung eingesetzt werden. Diese wird durch komplexe Multi-Sensorarrays, welche durch eine spezielle Strukturierung der Folienbeschichtung hergestellt werden, erzielt. Es lassen sich so z.B. Strukturschwingungen in dünnen Blechen auf ihr theoretisch erwartetes Verhalten analysieren.

Ihre besonderen Vorteile als Messwandler sind:

  • Die extreme Bandbreite von unter 0,01 Hz bis in den GHz-Bereich.
  • Der enorme Dynamikbereich (286 dB), sensibel für die feinsten Schwingungen und widerstandsfähig bis zu explosiven Drücken (10-5 bis 108 N/m2).

Die extrem kleine Sensormasse und die einfache Klebemontage sind gute Voraussetzungen für die Schwingungsanalyse an schnell rotierenden Maschinenteilen.

Aufgrund der hohen Widerstandskraft gegenüber den meisten Chemikalien können goldbeschichtete Piezofolien auch unter aggressiven flüssigen oder gasförmigen Umgebungsbedingungen eingesetzt werden. Als aktive Sensorelemente bieten sie in vielen Bereichen eine elegante und preiswerte Alternative zu anderen Meßwertaufnehmern.

Das Bild zeigt ein Anwendungsbeispiel aus dem Bereich der dynamischen Schienenlastanalyse, bei denen die Foliensensoren mit Ladungsverstärker seitlich an die Schiene geklebt sind.


Abb. 1 Verstärkerausgangssignale der Schienenbiegekräfte aufgrund eines durchfahrenden Intercity-Zuges.


Abb. 2 Sensor- und regelbares Verstärkermodul zur dynamischen Schienenlastanalyse

Das Ausgangssignal bei Überfahrt eines Zuges verhält sich für Frequenzen oberhalb von ca. 0,1 Hz linear zur Dehnung aufgrund der Schienendurchbiegungen wobei die Überfahrt der einzelnen Achsen sehr deutlich wiedergegeben ist. Ebenfalls erkennbar ist die sehr langwellige Durchbiegung der Schiene aufgrund des gesamten Zuggewichtes, jedoch ist diese aufgrund der gewählten Systemzeitkonstante nicht mehr proportional zur Last.


(c) Mirow - 2016 | impressum