Einbauen und allein lassen: Funksensoren ohne Akku

Diese Sensoren brauchen keine Verkabelung und arbeiten nach dem Einbau für viele Jahre völlig wartungsfrei. Sie beziehen ihre Energie praktisch aus der Umgebung – aus Licht oder Vibrationen – und übertragen ihre Messdaten per Funk.

Damit können sie an Stellen messen, an denen der Einsatz von Sensoren bisher zu aufwändig war, etwa an schlecht zugänglichen oder bewegten Teilen. Dadurch werden unter anderem Industrieanlagen genauer überwacht, so dass Verschleiß frühzeitig zu Tage tritt und sich teure Anlagestillstände vermeiden lassen. Auch die Wartung kann dann – statt in festen Intervallen – nach Bedarf erfolgen.

Energieautarke Funksensoren nutzen je nach Einsatzort unter-schiedliche Energiequellen. Manche sind mit Solarzellen ausgerüstet, in anderen nimmt ein piezoelektrisches Bauteil Vibrationsenergie auf oder es wandelt ein Thermoelement Temperaturunterschiede in Energie um. Je effizienter diese Wandler arbeiten, desto mehr Energie steht dem Sensor für Messung, Auswertung und Datenübertragung zur Verfügung.

Funksensoren profitieren von der Entwicklung energieeffizienter Elektronik, weil sie mit den sparsamen Mikrocontrollern komplexere Mess- und Auswerteaufgaben wahrnehmen können. Gerade für die Zustandsüberwachung von Lagern oder Motoren ist dies ein wichtiger Aspekt, denn hier muss der Sensor keinen einzelnen Wert, sondern ein komplettes Körperschallspektrum aufnehmen, um zu überwachen, dass das Gerät rund läuft.

Die Konzeption eines Sensors hängt von den jeweiligen Gegebenheiten ab: Welche Energiequelle steht zur Verfügung, welche Aufgabe ist zu erfüllen und welche Funkprotokolle können verwendet werden? Mit ihrem umfassenden Wissen zur Messung jedes erdenklichen Parameters und ihrer Kompetenz für energiesparende Funktechnik entwerfen die Forscher von Siemens Corporate Technology komplette Sensorlösungen. Außerdem arbeiten sie an energieeffizienten Wandlern – zum Beispiel entwickeln sie zusammen mit der Universität Freiburg und dem Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme effiziente Solarzellen.

Ein wichtiges Anwendungsgebiet für Funksensoren ist die Industrietechnik, besonders der Anlagenbau. Aber auch die Gebäudetechnik profitiert – gerade zur Regelung der Klimaanlage – von Sensoren, die an der für die Messung optimale Stelle angebracht sind und ohne Verkabelung auskommen. In Zukunft könnte auch die Energiewirtschaft – beispielsweise zur Überwachung von Freilandleitungen – auf diese Technik setzen. (IN 2010.02.3)