Signalwandler in der Hydraulik
Komplexe hydraulische Systeme benötigen eine hoch entwickelte Regelung oder Steuerung. Nur so ist es möglich, dass das System stets in der besten Performance betrieben wird. Um dies zu erreichen, sind eine zentrale Recheneinheit und eine umfassende Sensorik erforderlich. Beides sorgt gemeinsam dafür, dass das hydraulische System innerhalb seiner festgelegten Parameter läuft, verschleißarm betrieben wird und stets die gewünschte Leistung bringt. Die Weiterleitung der Signale erfolgt durch die namensgebenden Signalwandler.Signalwandler - vom physikalischen zum elektrischen Wert
In hydraulischen Systemen sind folgende Messwerte wichtig:
- Druck
- Volumenstrom
- Temperatur
- Partikeldichte
- Kavitationswarnungen (Geräusche)
Die beiden primären Werte in hydraulischen Anlagen sind der Volumenstrom und der Druck. Sie sind es, welche die Kraft der Aktoren und deren Bewegungsgeschwindigkeit bestimmt. Der Druck ist zudem ein wichtiger Indikator für mögliche Leckagen. Fällt dieser beispielsweise schnell oder schlagartig ab, so kann von einem größeren Leck ausgegangen werden. Die sensorische Überwachung des Drucks ist für die Betriebssicherheit hydraulischer Systeme wichtig.
Die Temperatur des hydraulischen Mediums kann kritische Grenzen erreichen. Wenn das Hydrauliköl zu kochen beginnt, bilden sich Gasblasen. Diese sind - im Gegensatz zum flüssigen Öl - kompressibel. Diese Kompressibilität führt zu Störungen im gesamten hydraulischen System. Die Überwachung der Temperatur ist deshalb bei hoch entwickelten Hydraulikanlagen ein wichtiger Wert.
Partikeldichte und Geräuschbildungen werden seltener überwacht. Sie geben Aufschluss auf die "Sauberkeit" des hydraulischen Mediums und auf seinen inneren Verschleiß. Bei einfachen Systemen genügt es, die Filter und das Hydrauliköl innerhalb der vorgegebenen Intervalle zu tauschen. Bei kritischen Systemen ist eine zusätzliche Überwachung aber ein wichtiger Beitrag für die Betriebssicherheit.
Die Überwachung der Werte in Verbindung mit einem Signalwandler
Die Überwachung dieser physikalischen Werte geschieht durch Sensoren. Diese wandeln die gemessenen Größen in elektrische Impulse um. Teilweise ist dazu ein Eintauchen der Sensoren in dem Volumenstrom erforderlich. Bei manchen Bauarten ist auch eine äußere Anbringung möglich. Das macht es einfacher, sie auszutauschen.
Signalwandler - vom Messsignal zum Steuersignal
Die Vielzahl unterschiedlicher Messgrößen kann die sensorische Überwachung eines Hydrauliksystems zur Herausforderung machen. Die heute verfügbaren Steuer- und Regelungseinheiten sind sehr anspruchsvoll, was die Qualität der eingehenden Informationen angeht. Deshalb kann es erforderlich werden, die sensorisch erfassten Werte zu verstärken oder abzuschwächen. Das ist die Aufgabe der Signalwandler. Sie nehmen den eingehenden Signalstrom auf und wandeln ihn so in eine gleichbleibende Spannung um, die für die Steuereinheiten interpretierbar wird. Wie dieser Steuerstrom gestaltet sein muss, wird vom Hersteller der Recheneinheit vorgegeben. So ist es möglich, eine Vielzahl unterschiedlicher Sensoren von verschiedenen Herstellern zu verwenden. Das gibt den Konstrukteuren mehr Gestaltungsfreiheit und den Einkäufern mehr Möglichkeiten der wirtschaftlichen Auslegung eines Hydrauliksystems.