HEIDENHAIN en LEINE & LINDE: nieuwe ESR-rekmeters digitaliseren de monitoring van bouwwerken en grote installaties

Bruggen, windturbines, kranen en soortgelijke grote constructies worden bijzonder zwaar belast. Daarom is voor hun veilige werking uitgebreide monitoring vereist. HEIDENHAIN en LEINE & LINDE stellen daarvoor op de SENSOR+TEST 2019 een nieuwe serie meetsystemen voor: de ESR-rekmeters leveren een uiterst nauwkeurig, digitaal meetsignaal en kunnen bijzonder eenvoudig worden gemonteerd.

De ESR-rekmeters van HEIDENHAIN en LEINE & LINDE bieden nieuwe mogelijkheden voor kortstondige, terugkerende of permanente rek- en belastingsmetingen. Ze zijn het uiterst nauwkeurige, robuuste en herbruikbare alternatief voor traditionele systemen voor het monitoren van grote structuren. Volledig nieuw is daarbij het gebruik van een elektro-optische roterende encoder voor het meten van rek en de uitvoer van digitale meetsignalen.

Beproefde techniek in nieuwe toepassing
Roterende encoders zijn de industriële standaard voor de positie- en toerentalbepaling van motoren. In deze functie worden ze al tientallen jaren toegepast in productie- en automatiseringsinstallaties en in windturbines of liften. De ESR-rekmeters maken nu gebruik van de robuuste en beproefde roterende encodertechniek voor het meten van de lengteverandering tussen twee punten. Deze twee punten worden 200 mm van elkaar verwijderd aan het te meten object bevestigd. Een meetpunt bevindt zich in de lijn van de as van de roterende encoder, de andere aan het einde van een verbindingsstang. Elke relatieve lengteverandering van het belaste meetobject ten opzichte van de parallelle, onbelaste verbindingsstang leidt bij de roterende encoder tot een hoekverandering, die wordt gebruikt voor de detectie van uitzet- of stuwbewegingen. Op basis van de gekozen geometrieën komt een increment van de roterende encoder overeen met een lengteverandering van 5 nm of een rek van 0,025 µε. Volgens het meetbereik van ±5000 µε, geeft dit een beschikbare resolutie van ±200.000 waarden of meer dan 18 bits. Dit is ongeveer vijf keer meer meetinformatie dan in conventionele installaties met op folie gebaseerde reksensoren. Bovendien werken de ESR-rekmeters zonder vermoeidheidsverschijnselen. Dankzij de hoge tastfrequentie zijn ze ook geschikt voor het meten in dynamische toepassingen. Met beschermingsklasse IP66 en een gebruikstemperatuur van -40 °C tot +100 °C is de roterende encoder goed beschermd tegen omgevingsinvloeden en optimaal geschikt voor toepassingen buitenshuis. Omdat het materiaal van de verbindingsstang afhankelijk van het materiaal van het meetobject kan worden gekozen, bieden de ESR-rekmeters een constructieve, passieve temperatuurcompensatie. Want vanwege de identieke warmte-uitzettingscoëfficiënten van verbindingsstang en meetobject wordt door de temperatuur veroorzaakte rek niet gemeten.

Digitale gegevens met veel toegevoegde waarde
Dankzij de hooggeïntegreerde optische aftasting in de roterende encoder leveren de ESR-rekmeters een uiterst nauwkeurig digitaal meetsignaal met extreem weinig ruis. De digitale EnDat 2.2-interface draagt het meetsignaal ook bij grote kabellengtes storings- en verliesvrij over aan de volgelektronica. Bovendien kan deze extra informatie zoals de omgevingstemperatuur ter plaatse op de rekmeter en gegevens voor de diagnose en toestandsbewaking van het meetsysteem zelf leveren. Voor het inzamelen of omzetten van het digitale meetsysteemsignaal is op de markt een breed aanbod aan volgelektronica beschikbaar. Dit kan bijvoorbeeld rechtstreeks het regelpaneel, een datalogger of een veldbusomvormer zijn, die signalen van meerdere meters verzamelt en in een slanke netwerkstructuur beschikbaar stelt.

Eenvoudige installatie en universeel gebruik
Bij de installatie van de ESR-rekmeters is bijzonder veel aandacht besteed aan snelheid en procesveiligheid. Daarom zijn afhankelijk van de toepassing verschillende montagevarianten beschikbaar:

• ESR 125 en ESR 225 als kleefvarianten voor permanente bevestiging
• ESR 325 als te schroeven variant die een snelle montage bij terugkerende metingen op hetzelfde object mogelijk maakt
• ESR 425 voor aanbouw met behulp van magneten voor kortetermijnmetingen, waarna de meter onbeperkt opnieuw kan worden gebruikt