Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Integriertes piezo-elektrisches Ultraschallsystem überwacht Windräder

18.05.2007
Wenn der Sturm bläst, müssen Windräder zeigen, was sie aushalten: Böen rütteln an den schlanken Rotorblättern, während diese mit mehr als 200 Stundenkilometern die Luft durchpflügen.

Solchen Belastungen halten auch die besten Materialien auf Dauer nicht stand: Irgendwann entsteht tief im Kunststoff ein winziger Riss, dieser dehnt sich weiter aus, bis schließlich das Blatt zerbricht. Auch Brü-ckenträger und Flugzeugflügel sind tagtäglich enormen Kräften ausgesetzt. Damit kein Unglück geschieht, müssen stark beanspruchte Bauteile regelmäßig geprüft werden. Die Ingenieure benutzen hierfür beispielsweise Ultraschallgeräte, mit denen sich Schäden im Inneren sichtbar machen lassen.

Forscher vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC in Würzburg haben eine Alternative entwickelt: Ihre Strukturüberwachungssensoren können Schäden vor Ort, direkt im Bauteil, aufspüren. Wie Nervenzellen im menschlichen Körper registrieren sie Defekte und leiten die Information weiter. Die Sensoren sind mit einem halben Millimeter Dicke und einer Fläche von nur wenigen Quadratzentimetern so klein, dass sie sich problemlos in die zu überwachenden Bauteile integrieren lassen. Kernstück der Sensorik sind dabei Piezo-Keramiken, die mechanische Verformung in elektrische Signale verwandeln oder Spannungsimpulse in Bewegung umsetzen.

Am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand (Halle 7, Stand 331) auf der Sensor + Test, die vom 22. bis 24. Mai in Nürnberg stattfindet, zeigen die Forscher ein Rotorblattsegment, in das mehrere piezo-elektrische Sensoren eingebaut wurden. Mit einer Steuerungselektronik, die die Wissenschaftler vom ISC zusammen mit Kollegen vom Fraunhofer-Institut für zerstörungsfreie Prüfung IZFP in Dresden entwickelt haben, wird ein Sensor zu Ultraschallschwingungen angeregt, die sich wellenförmig im Kunststoff ausbreiten.

... mehr zu:
»Bauteil »Kunststoff »Sensor »Sensorik »Windrad

Die übrigen Sensoren nehmen die Schwingung auf und übertragen das Wellenmuster an ein Empfangsgerät. Risse und Schäden verändern das gleichmäßige Wellenfeld und lassen sich so leicht detektieren. Etwa fünf Meter weit reicht derzeit das Feld eines schwingenden Piezoelements. Da die Sensoren abwechselnd sowohl als Empfänger als auch als Ultraschallsender fungieren können, lassen sich an verschiedenen Stellen des Bauteils gezielt Wellenfronten erzeugen und selbst versteckte Winkel prüfen.

Hergestellt wurden die neuen Sensoren mit Sol-Gel-Technik: Die Forscher mischen in einer Lösung Verbindungen aus Blei, Zirkonium und Titan. Das gewonnene Blei-Zirkon-Titanat-Gel ziehen sie durch Spinndüsen zu 20 Mikrometer dünnen Fasern, die zu festen keramischen Fäden gebrannt werden. Diese Fasern werden nebeneinander angeordnet und mit dünnen elektrischen Leiterbahnen verbunden. Dieses Gitternetz übergießt man mit Kunstharz.

Das Ergebnis ist ein hauchdünnes, flexibles Piezo-Element. Je nach Anforderung lassen sich auch harte Stahlbleche mit dem Gel beschichten, die Sensorik ist dann direkt mit dem Blech verbunden.

Jürgen Schreier | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de

Weitere Berichte zu: Bauteil Kunststoff Sensor Sensorik Windrad

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht CI-Maschine von EMAG ECM: Hocheffektive Lösung für das Entgraten von komplexen Bauteilen
12.04.2018 | EMAG GmbH & Co. KG

nachricht Kaltmassivumformung: auch komplexe Bauteilherstellung virtuell und kostengünstig designen
29.03.2018 | Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Moleküle brillant beleuchtet

Physiker des Labors für Attosekundenphysik, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben eine leistungsstarke Lichtquelle entwickelt, die ultrakurze Pulse über einen Großteil des mittleren Infrarot-Wellenlängenbereichs generiert. Die Wissenschaftler versprechen sich von dieser Technologie eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Bereich der Krebsfrüherkennung.

Moleküle sind die Grundelemente des Lebens. Auch wir Menschen bestehen aus ihnen. Sie steuern unseren Biorhythmus, zeigen aber auch an, wenn dieser erkrankt...

Im Focus: Molecules Brilliantly Illuminated

Physicists at the Laboratory for Attosecond Physics, which is jointly run by Ludwig-Maximilians-Universität and the Max Planck Institute of Quantum Optics, have developed a high-power laser system that generates ultrashort pulses of light covering a large share of the mid-infrared spectrum. The researchers envisage a wide range of applications for the technology – in the early diagnosis of cancer, for instance.

Molecules are the building blocks of life. Like all other organisms, we are made of them. They control our biorhythm, and they can also reflect our state of...

Im Focus: Metalle verbinden ohne Schweißen

Kieler Prototyp für neue Verbindungstechnik wird auf Hannover Messe präsentiert

Schweißen ist noch immer die Standardtechnik, um Metalle miteinander zu verbinden. Doch das aufwändige Verfahren unter hohen Temperaturen ist nicht überall...

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Moleküle brillant beleuchtet

23.04.2018 | Physik Astronomie

Sauber und effizient - Fraunhofer ISE präsentiert Wasserstofftechnologien auf Hannover Messe

23.04.2018 | HANNOVER MESSE

Fraunhofer IMWS entwickelt biobasierte Faser-Kunststoff-Verbunde für Leichtbau-Anwendungen

23.04.2018 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics