Бежични сензори против техничких кварова

Радио-контролирано надгледање машина, жељезничких вагона и надземних вода

Бежични сензори Сиеменс
читају наглас

Истраживачи су развили сензоре који раде без икаквог напајања. Прикључци каблова или батерије нису потребни. Као резултат, сонде се могу користити чак и на ротирајућим деловима - као што су точкови на трачницама или у турбинама - или могу заштитити надземне водове од кратких спојева. Уместо да активно шаљу мерене податке централној јединици, истовремено трошећи енергију, сензори једноставно одражавају радио сигнал из базне станице, при чему измерени подаци карактеристично мењају сигнал који се шаље назад. Ова технологија значајно смањује одржавање.

За сада, већина сензора има једну заједничку ствар - троше струју. Савремени високотехнолошки сензори црпе енергију из батерије или су каблом повезани у централну канцеларију. Ожичени сензори, међутим, не долазе у обзир за неке примене, на пример за постављање на ротирајући део као што је точак шине. У овом случају батерије напајају сензоре. Али их морате редовно мењати ако желите да будете сигурни да раде непрекидно. Резултат: велики напор у одржавању. Да би пронашли решење за то, истраживачи компаније Сиеменс Цорпорате Тецхнологи (ЦТ) развили су сензорски систем који ради без електричне енергије и може да мери широку палету параметара.

Сензор за базну станицу ...

Основни принцип је увек исти. Сензор прима радио сигнал, носиву фреквенцију у распону микроталаса од 2, 5 гигахерца (ГХз, 2, 5 милијарди осцилација у секунди) и одбија га назад до предајника. У зависности од стања сензора, рефлексни радио сигнал се мења - на пример, због механичких вибрација на ротирајућем делу. Сензор претвара ове вибрације у промену електричног напона помоћу пиезо елемента, који је посебна керамика. Ако сензор осцилира, пиезоелектрични кристал ствара промене електричног напона које карактеристично мењају радио сигнал: таласи који долазе из основне станице временски се померају са променама напона - стручњаци говоре о „промени фазе“. Компонента у којој се то догађа - такозвани модулатор - такође делује као рефлектор сигнала. Одбијени сигнал стога одражава ритам вибрација компоненте. Оштећење се може препознати по тако карактеристичном обрасцу.

Домет више од десет метара

"Иако већ постоје мале радио јединице које могу бити подстакнуте високофреквентном енергијом и шаљу сигнале без властитог извора напајања", каже Даниел Еверс, ЦТ који је одговоран за развој нових бежичних сензора. „Али већина њих има домет мањи од једног метра.“ То се односи, на пример, на идентификационе ознаке на роби или пртљагу који свој детекциони сигнал шаљу читаоцу. Еверски сензори, међутим, шаљу радио поруку више од десет метара. У стању су да преносе не само идентификационе бројеве, већ и сензорске сигнале попут звука или вибрације. Поред тога, састоје се од конвенционалних електронских компоненти које су истовремено робусне и јефтине.

Уметност програмера била је мање у производњи рафинираних компоненти, радије у њиховој финој прилагодби. Стога модулатор мора уредно обрадити радио сигнале и без изобличења се вратити у базу. У супротном, добијате нејасан сигнал. Еверс: "То не би требало да буде попут звучника, који се превише појављује и у неком тренутку уместо музике само кроти."

Надгледање кабла против нестанка струје

Према систему научника, радио систем није погодан само за надгледање машина или шинских возила, већ и за високонапонске системе. На примјер, температура надземних водова могла би се надгледати у будућности. Ако се каблови за напајање загреју превише, рецимо врућих дана или када струја тече, они и даље висе. То повећава ризик да додирују дрвеће и створе кратки спој - сличан ономе који је у Америци августа 2003. довео до великог затамњења., Сензори са кабловима нису погодни за такве примене, јер би каблови узроковали напонско преоптерећење. Насупрот томе, сензори са малим одржавањем, који раде без каблова и батерија, били би идеални за тако екстремне примене, истичу истраживачи. Радио систем, који је развијен у сарадњи са научницима са Техничког универзитета у Клаустхалу, већ је доказао своју функционалност и требало би да га доведе до зрелости производа у блиској будућности.

(Сиеменс, 21.10.2004. - НПО)