Schallemissionssensoren mit integriertem Messsystem

2. Generation: - 2G.PoE, 2G.WiFi, 2G.PoE.L, 2G.WiFi.L -

2G.PoE.IX.140k
AE-Sensor mit integriertem Messystem der 2. Generation

Funktionsprinzip: Seit drei Jahren entwickeln wir Sensoren mit integrierten Schallemissionssystemen. Hier wird die zweite Generation dieser Sensoren vorgestellt. Das Sensorgehäuse enthält ein Analogteil, eine digitale Signalverarbeitungseinheit und einen Webserver. Das Analogteil verstärkt das Sensorsignal und bildet zur Datenreduzierung die logarithmische Einhüllende. AE-Parameter wie Ankunftszeit, Anstiegszeit, Signaldauer, Spitzenamplitude und Energie werden von der digitalen Signalverarbeitungseinheit aus der Hüllkurve extrahiert. Parallel zur Parameterbildung kann die Wellenform der Hüllkurve aufgezeichnet werden. Der Webserver generiert dynamische Webseiten, um den Sensor zu steuern und die Messergebnisse anzuzeigen. Der Sensor ist entweder drahtlos (Typ WiFi) oder über ein Ethernet-Kabel (Typ PoE) mit einem Datennetzwerk verbunden.

Typ WiFi: Die Datenübertragung erfolgt drahtlos im 2,4-MHz-Band. Ein Lithium-Akkumolator der Standardgröße 25500 übernimmt die Stromversorgung. Ein offensichtlicher Vorteil ist, dass kein Kabel benötigt wird. Die maximale Hitrate über alle Kanäle liegt zwischen 1,5 und 20 kHits/s, abhängig von dem Datenverkehr anderer Nutzer im 2,4-MHz-Band. Die Lithiumbatterie erlaubt Betriebszeiten von mindestens 8 Stunden. 24 Stunden werden bei niedrigen Hitraten erreicht. Der Stromverbrauch eines Sensors beträgt weniger als 1,64 W.

Typ PoE: Ein Ethernet-Kabel wird sowohl für die Stromversorgung als auch für die Datenübertragung verwendet (Power over Ethernet). Die maximale Hitrate über alle Kanäle beträgt 300 kHits/s. Der Stromverbrauch eines Sensors beträgt maximal 0,88 W.

Typen WiFi.L and PoE.L: Sensoren mit der Typenbezeichnung L am Ende verfügen über eine Zeitsynchronisation im Submikrosekundenbereich. Unter Verwendung eines sogenannten Mid Device können Sensornetzwerke eingerichtet werden, die eine Ortung der AE-Quellen ermöglichen. Hier erstellt das Mid Device die dynamischen Webseiten. Bei der PoE-Variante werden lediglich Kabellängen benötigt, die den Aufnehmerabständen entsprechen. Das ist ein erheblicher Fortschritt gegenüber Ortungssystemen mit rein zentraler Signalverarbeitung.


Verbesserungen gegenüber der 1. Generation:


Frequenzverhalten des Sensors 2G.WiFi.360k

Das piezoelektrische Element und der analoge Teil sind aufeinander abgestimmt, um eine optimale Empfindlichkeit der Sensoren zu erreichen. Die nebenstehende Abbildung zeigt ein typisches Frequenzverhalten.