Kontinuierliche Verschleiß- und Ölqualitätsmessung mit dem Ölsensorsystem OilQSens®

Es wird ein neues Sensorsystem zur kontinuierlichen online-Messung des Verschleißes von Getrieben, Turbinen, Maschinen, Hydraulikanlagen und Transformatoren vorgestellt. Mit diesem erfolgen bereits ab der Inbetriebnahme eine kontinuierliche Überwachung der Systeme und eine Warnung vor kritischen Betriebszuständen wie zu hohem Verschleiß.

Lange vor den bekannten Überwachungssystemen mit Schwingungsmessungen, Partikelzählungen, Temperaturüberwachungen usw. können so gezielte Systemeingriffe oder Wartungsmaßnahmen vorgenommen werden. Effizientere Maschinenausnutzung, gezielte Schadensverhütung, Lebensdauererhöhung und Reduktion der Ausfallzeiten sind die Folgen.

Messen bevor es zu spät ist und lange bevor Schäden auftreten! Das ist das Ziel des in einem gemeinsamen Forschungsprojekt von Prof. Dr. Ulrich Kuipers vom Hagener Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik der Fachhochschule Südwestfalen, der cmc-Instruments GmbH in Eschborn mit deren Geschäftsführer Dipl.-Ing. Manfred Mauntz und dem Institut für Instandhaltung und Korrosionsschutz gGmbH in Iserlohn entwickelten Sensorsystems. Anstelle starrer Wartungs- und Inspektionsintervalle und vorbeugender Instandsetzung werden mit Hilfe des OilQSens® bedarfsgerecht vorbeugende Wartungen durchgeführt.

Zukünftig sollen auch überlagerte Verschleißbegrenzungsregelungen realisiert werden. „Die jetzigen Systeme messen quasi den Herzinfarkt eines Getriebes. Wir möchten bereits durch eine kontinuierliche Blutwerteüberwachung mit dem OilQSens® den Herzinfarkt verhindern“, erklären Manfred Mauntz und Prof. Dr. Ulrich Kuipers.

So werden z.B. durch das Ablaufen der Rollen auf Wälzlagerrollbahnen durch hohe mechanische Spannungen an der Oberfläche zunächst kleine Spaltrisse in die Rollbahn eingebracht. Nach dem Eindringen der Spaltrisse in das Material werden dann größere Partikel ausgebrochen. Dann ist das Lager aber schon weitgehend zerstört. Mit Hilfe des OilQSens® werden schon kleinste Abriebpartikel, Ölversauerungen usw. lange vor einer Zerstörung des Lagers gemessen. Der OilQSens® misst über die ölqualitätsabhängigen Parameter elektrische Leitfähigkeit und Dielektrizitätszahl sowie die Öltemperatur den momentanen Verschleiß u.a. von Getrieben. Da die Leitfähigkeit des Öls im Vergleich zu den Verunreinigungen wesentlich niedriger ist, besteht ein direkter Zusammenhang zum Verschmutzungsgrad; Metallabrieb, zerrissene Ölmoleküle, Säuren oder Ölseifen bewirken eine Leitfähigkeitserhöhung. Der Wassergehalt im Öl oder der Abbau von Additiven können über die zusätzliche Messung der Dielektrizitätszahl bestimmt werden.

Mithilfe eines internetbasierten, dezentralen Monitoringsystems werden die Messergebnisse des OilQSens® via Internet übertragen und präsentiert. Die eingebauten LAN- oder WLAN-Schnittstellen dienen sowohl zur Übertragung der Messsignale an einen Datenbankserver, als auch zur Präsentation der lokalen Messdaten als HTML-Seiten. Hierzu ist bereits ein kleiner Webserver im OilQSens® integriert. Der Zugriff autorisierter Bediener auf den Datenbankserver des Monitoringsystems erfolgt ebenfalls über das Web. Ein automatisiertes Senden von Warn-E-Mails, -SMS usw. ist an jedem beliebigen Rechner oder Smartphone mit Netzzugang möglich.

Die Entwicklung des OilQSens® erfolgte im Rahmen einer vom BMWI geförderten Kooperation zwischen der Fachhochschule Südwestfalen kuipers@fh-swf.de, der cmc Instruments GmbH info@cmc-instruments.de und dem Institut für Instandhaltung und Korrosionsschutz gGmbH office@ifinkor.de.