ZiM OpenSensor: Polyimid-LVDT in Hydraulikzylindern

Im Projekt „OpenSensor“ soll eine offene, induktiv arbeitende Sensorhülse aus Polyimid als lineares Wegmesssystem in Hydraulikzylinder integriert werden.

Präzise Messsysteme sind für moderne Prozesssteuerungen unerlässlich. Problematisch ist allerdings ein mit steigenden Präzisionsanforderungen überproportional mitwachsender technischer Aufwand der Sensorsysteme, der sich sowohl in hohen Anschaffungskosten, als auch hohen Betriebsaufwänden für die Wartung und Kalibrierung niederschlägt. Kommen Anforderungen an hohe Temperatur-, Druck- und Verschleißbeständigkeit hinzu, wird der Sensoreinsatz schnell unwirtschaftlich. Dies trifft insbesondere bei Wegmesssystemen für Hydraulikzylinder zu.

Projektziel

Entwicklung eines offenen LVDT-Positionssensors auf Polyimidbasis als lineares Wegmesssystem für Hydraulikaktoren

• in hochbelasteten (250°C / 320Bar),
• störanfälligen (EMV) und
• staubbelasteten (>10.000 PPM / <1,5 μm) Umgebungen

Entwicklung eines neuartigen LVDT-Sensorsystems auf Polyimid-Folienbasis inklusive Ausleseelektronik,

• Auf Basis der TDC-Phasenauswertung (EF Pumpe, NIKI4.0)
• Integration in Hydraulikzylinder (sowohl kurze ~20cm, als auch lange ~1m)
• Messungen (Robustheit/Genauigkeit) zur Verifizierung

Der Sensor wird dabei nach dem LVDT-Prinzip arbeiten, aber anstelle der Amplitudenauswertung kommt eine hochpräzise Phasenauswertung zum Einsatz. Dies verspricht eine deutlich erhöhte Toleranz gegenüber elektromagnetischen Störungen und Staub, ohne sich nachteilig auf Effizienz und Verschleißeigenschaften der Zylinder auszuwirken. Dabei erlaubt Polyimid Einsatztemperaturen von 250°C.