DE102004040407B4 - Device for determining the service life of mechanical equipment - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Bestimmung der Lebensdauer von maschinentechnischen Einrichtungen, welche ein an einer Einrichtung applizierbares Sensormodul (1) umfasst, wobei das Sensormodul (1) zumindest einen Messfühler (3) zur Erfassung von Bauteilspannungen und -dehnungen, einen Mikrocontroller (4), eine Antennenanordnung (5) sowie eine Spannungsquelle (6) aufweist und das Sensormodul (1) mit einer Datenverarbeitungsanlage (7) bidirektional in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenanordnung (5) eine in das Sensormodul (1) integrierte Niederfrequenz-Antenne (8) sowie eine in das Sensormodul (1) integrierte Hochfrequenz-Antenne (9) umfasst und das Sensormodul (1) über die Niederfrequenz-Antenne (8) von einem Betriebsmodus in einen Stand-by-Modus überführbar ist, wobei ein Detektorelement (12) zur Aktivierung des im Stand-by-Modus befindlichen Sensormoduls (1) vorgesehen ist.contraption for determining the service life of mechanical equipment, which comprises a sensor module (1) which can be applied to a device, wherein the sensor module (1) at least one sensor (3) for detecting Component voltages and strains, a microcontroller (4), a Antenna arrangement (5) and a voltage source (6) and having the Sensor module (1) with a data processing system (7) bidirectional in connection, characterized in that the antenna arrangement (5) a low-frequency antenna integrated in the sensor module (1) (8) and in the sensor module (1) integrated high-frequency antenna (9) and the sensor module (1) via the low-frequency antenna (8) can be converted from an operating mode to a stand-by mode, wherein a detector element (12) for activating the in stand-by mode located sensor module (1) is provided.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Lebensdauer von maschinentechnischen Einrichtungen gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1.The The invention relates to a device for determining the service life of technical equipment according to the features in the preamble of claim 1.

Die Lebensdauervorhersage von ermüdungsbeanspruchten maschinentechnischen Einrichtungen, insbesondere von schwingungsfreudigen Einrichtungen mit hohen Betriebsdauern, ist eine wichtige Aufgabe zur Sicherstellung eines einwandfreien Betriebs und zur Schadensvermeidung bzw. -vorbeugung.The Lifetime prediction of fatigue-stressed mechanical equipment, in particular vibratory devices with high operating times, is an important task to ensure a flawless operation and to prevent or prevent damage.

In diesem Zusammenhang ist es bekannt, Sensoren an maschinentechnische Bauteile anzubringen, um deren Schädigung und das Lastkollektiv zu bestimmen. Diese Sensoren, in der Regel bestehend aus Dehnungsmessstreifen, müssen am Bauteil befestigt mit einer Auslese-/Auswerteeinheit und Stromversorgung gekoppelt werden. Die Verkabelung der zu überwachenden Bauteile ist nur bei den wenigsten Anwendungen durchführbar. Ein hoher personeller Aufwand ist für das Durchführen solcher Messungen erforderlich. Zusätzlich nehmen Messeinrichtungen aufgrund ihrer Komplexizität mit Stromversorgung, Auswerteeinheit und Messfühler viel Platz in Anspruch. Dauermessungen sind nur sehr eingeschränkt möglich. Solche Vorgehensweisen sind daher in der Regel sehr kostenaufwändig in der Installation und unkomfortabel in der Handhabung.In In this context, it is known sensors to machine technology To attach components to their damage and the load spectrum to determine. These sensors, usually consisting of strain gages, have to attached to the component with a readout / evaluation unit and power supply be coupled. The wiring of the components to be monitored is only feasible in the fewest applications. A high staff Effort is for performing such measurements required. additionally take measurement equipment due to their complexity with power supply, Evaluation unit and probe much Take up space. Continuous measurements are only possible to a very limited extent. Such Procedures are therefore usually very costly in the Installation and uncomfortable to use.

Durch die US 5 421 204 A zählt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Lebensdauer von ermüdungsbeanspruchten technischen Strukturen bzw. Bauwerken, wie Brücken und ähnliches, zum Stand der Technik. Die Vorrichtung umfasst einen Sensor mit Dehnungsmessstreifen zur Erfassung von Bauteilspannungen und Bauteildehnungen sowie einen Datenspeicher, ein Steuer- und Auswertegerät, einen Sender, einen Empfänger, eine Antennenanordnung und eine Batterie als Spannungsquelle. Die Komponenten sind als Einheit an dem zu überwachenden Objekt lagefixiert. Mit den gemessenen Beanspruchungen und den daraus mit Hilfe von Zählverfahren ermittelten Beanspruchungskollektiven kann eine Schädigungsberechnung durchgeführt werden.By the US 5,421,204 A includes a method and a device for determining the life of fatigue-stressed technical structures or structures, such as bridges and the like, the prior art. The device comprises a sensor with strain gauges for detecting component voltages and component expansions and a data memory, a control and evaluation device, a transmitter, a receiver, an antenna arrangement and a battery as a voltage source. The components are fixed in position as a unit on the object to be monitored. A damage calculation can be carried out with the measured loads and the load collectives determined therefrom with the aid of counting methods.

Da die Vorrichtung batterieabhängig betrieben wird, ist deren Einsatzbereitschaft von der Kapazität der Batterie abhängig.There the device depends on the battery their operational readiness is based on the capacity of the battery dependent.

Aus der US 5 507 188 A ist eine Vorrichtung zur Bestimmung der Lebensdauer von maschinentechnischen Einrichtungen bekannt, welche ein an einer Einrichtung applizierbares Sensormodul umfasst. Das Sensormodul weist einen Messfühler zur Erfassung von Bauteilspannungen und -dehnungen, einen Mikrokontroller, eine Antennenanordnung sowie eine Spannungsquelle auf. Das Sensormodul steht mit einer Datenverarbeitungsanlage bidirektional in Verbindung.From the US 5 507 188 A a device for determining the lifetime of mechanical equipment is known, which comprises a device applicable to a device sensor module. The sensor module has a sensor for detecting component voltages and strains, a microcontroller, an antenna arrangement and a voltage source. The sensor module is bidirectionally connected to a data processing system.

Bei der aus der GB 2 387 912 A bekannten Vorrichtung ist das Sensormodul von einem Betriebsmodus in einen Stand-by-Modus überführbar. Die Aktivierung erfolgt über ein Detektorelement.At the time of the GB 2 387 912 A known device, the sensor module from an operating mode in a stand-by mode can be transferred. The activation takes place via a detector element.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine anwendungstechnisch verbesserte Vorrichtung zur Bestimmung der Lebensdauer von maschinentechnischen Einrichtungen zu schaffen.Of the Invention is based on the prior art, the task, an application technology improved device for determination To create the life of mechanical equipment.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen von Patentanspruch 1.The solution This object is according to the invention in a device according to the features of claim 1.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht Onlinemessungen. Sie arbeitet energieautark und benötigt keinen festen Kabelanschluss. Die Vorrichtung kann zur Bestimmung der Lebensdauer bei unterschiedlichsten maschinentechnischen Einrichtungen zum Einsatz gelangen, beispielsweise an Förderketten und anderen statisch und dynamisch belasteten Einrichtungen. Die Messwerte werden Online direkt an der Einrichtung bzw. an Komponenten und Bauteilen der Einrichtung aufgenommen. Eine aufwendige nachgeschaltete Messtechnik entfällt. Die erfassten Werte der Bauteilbeanspruchung werden bereits im integrierten Mikrocontroller des Sensormoduls verarbeitet. Durch die kleine und kompakte Bauweise kann das Sensormodul einfach und nahezu an beliebigen Orten der maschinentechnischen Einrichtung angebracht werden. Die aufgenommenen Beanspruchungen werden bereits im Sensormodul verarbeitet. Alle notwendigen Kommunikationen erfolgen entweder über eine im Sensormodul integrierte Niederfrequenz-Antenne (Low Frequency, 125 kHz) oder eine integrierte Hochfrequenzantenne (High Frequency 2,45 Gigahertz).The inventive device allows Online measurements. She works energy self-sufficient and does not need one fixed cable connection. The device can be used to determine the lifetime used in a variety of mechanical equipment arrive, for example on conveyor chains and other statically and dynamically charged facilities. The Measurements are online directly at the device or on components and components of the device. An elaborate downstream Measurement technology is eliminated. The recorded values of the component load are already integrated Microcontroller of the sensor module processed. Through the small and compact design, the sensor module can be easily and almost any Places the mechanical equipment are attached. The absorbed stresses are already processed in the sensor module. All necessary communications are either via one low-frequency antenna integrated in the sensor module (low frequency, 125 kHz) or a built-in high-frequency antenna (High Frequency 2.45 gigahertz).

Über einen Niederfrequenz-Sender sowie einen Hochfrequenz-Sender/Empfänger steht das Sensormodul mit einer Datenverarbeitungsanlage bidirektional in Verbindung.About one Low-frequency transmitter and a high-frequency transmitter / receiver is available the sensor module bidirectional with a data processing system in connection.

Zudem ist das Sensormodul der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer effizienten Energieverwaltung versehen, so dass die über die integrierte Dauerspannungsquelle zur Verfügung gestellte Energie optimal genutzt werden kann. Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Sensormodul in einen Stand-by-Modus überführbar ist.moreover is the sensor module of the device according to the invention with an efficient Power management provided so that the via the integrated permanent voltage source to disposal optimal energy can be used. For this purpose, the invention provides that the sensor module can be converted into a stand-by mode.

Das Sensormodul kann fremdgesteuert von außen an- und ausgeschaltet werden, beispielsweise im Falle einer längeren Betriebsunterbrechung der zu überwachenden Einrichtung. Dies erfolgt über den Niederfrequenz-Sender und die Niederfrequenz-Antenne.The sensor module can be externally switched on and off from the outside, for example in the case of a prolonged interruption of operation of the device to be monitored. This is done via the low frequency transmitter and the low frequency antenna.

Die Versorgungsspannung erhält der Niederfrequenz-Kommunikationskanal aus dem Niederfrequenz-Signal von 125 kHz. Das heißt, das Sensormodul kann an- und ausgeschaltet werden, ohne auf die eigene Spannungsversorgung des Sensormoduls angewiesen zu sein.The Supply voltage receives the low frequency communication channel from the low frequency signal of 125 kHz. This means, the sensor module can be switched on and off without having to own power supply of the sensor module to be instructed.

Zudem geht das Sensormodul selbsttätig in einen Stand-by-Modus über, wenn es feststellt, dass über einen bestimmten Zeitraum keine messtechnisch relevanten Änderungen an der zu überwachenden Einrichtung stattgefunden haben. Im Stand-by-Modus verhält sich das Sensormodul praktisch wie ausgeschaltet und nimmt deutlich weniger Leistung auf als im Normalbetrieb. Zur Aktivierung des Sensormoduls aus dem Stand-By-Betrieb ist ein Detektorelement vorgesehen, so dass das Sensormodul 1 schnell wieder in den Betriebsmodus versetzt werden kann. Als Detektorelement kommt bevorzugt ein Piezosensor zum Einsatz.In addition, the sensor module automatically switches to stand-by mode when it determines that no metrologically relevant changes to the device to be monitored have taken place over a certain period of time. In stand-by mode, the sensor module behaves virtually as off and consumes significantly less power than in normal operation. To activate the sensor module from the stand-by mode, a detector element is provided, so that the sensor module 1 can quickly be put back into the operating mode. The detector element used is preferably a piezoelectric sensor.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des grundsätzlichen Erfindungsgedankens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 7.advantageous Embodiments of the fundamental The idea of the invention is the subject matter of the dependent claims 2 to 7th

Die Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf als 1 beigefügte Prinzipdarstellung erläutert, die technisch schematisiert eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung der Lebensdauer von maschinentechnischen Einrichtungen zeigt.The invention is described below with reference to 1 attached schematic diagram explains that shows a technical schematic of an inventive device for determining the life of mechanical equipment.

Die Vorrichtung umfasst ein an einer maschinentechnischen Einrichtung applizierbares Sensormodul 1. Das Sensormodul 1 weist einen Tragkörper 2 mit zumindest einem Messfühler 3 in Form eines Dehnungsmessstreifens zur Erfassung von Bauteilspannungen und -dehnungen, einen Mikrocontroller 4, eine Antennenanordnung 5 sowie eine Batterie als Spannungsquelle 6 auf. Das Sensormodul 1 steht mit einer Datenverarbeitungsanlage 7 bidirektional in Verbindung. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Antennenanordnung 5 der Vorrichtung eine in das Sensormodul 1 integrierte Niederfrequenz-Antenne 8 sowie eine in das Sensormodul 1 integrierte Hochfrequenz-Antenne 9 umfasst und das Sensormodul 1 von einem Betriebsmodus in einen Stand-by-Modus überführbar ist.The device comprises a sensor module that can be applied to a machine-technical device 1 , The sensor module 1 has a support body 2 with at least one sensor 3 in the form of a strain gauge to detect component stresses and strains, a microcontroller 4 , an antenna arrangement 5 and a battery as a voltage source 6 on. The sensor module 1 stands with a data processing system 7 bidirectionally. According to the invention, it is provided that the antenna arrangement 5 the device one in the sensor module 1 integrated low-frequency antenna 8th and one in the sensor module 1 integrated high-frequency antenna 9 includes and the sensor module 1 from an operating mode to a stand-by mode is feasible.

Das Sensormodul 1 arbeitet durch die interne Spannungsquelle 6 energieautark und benötigt keinen festen Kabelanschluss. Alle notwendigen Kommunikationen erfolgen entweder über die integrierte Niederfrequenz-Antenne 8 oder über die integrierte Hochfrequenz-Antenne 9. Die Übertragungsrichtung bei der Niederfrequenz-Kommunikation erfolgt unidirektional, das heißt, das Sensormodul 1 kann nur Niederfre quenz-Signale empfangen, aber nicht senden. Die Übertragungsrichtung bei der Hochfrequenz-Antenne 9 ist bidirektional. Das Sensormodul 1 kann Hochfrequenzsignale empfangen und auch senden.The sensor module 1 works through the internal voltage source 6 energy self-sufficient and requires no fixed cable connection. All necessary communications are either via the integrated low-frequency antenna 8th or via the integrated high-frequency antenna 9 , The transmission direction in the low-frequency communication is unidirectional, that is, the sensor module 1 can only receive low-frequency signals but not send. The transmission direction at the high-frequency antenna 9 is bidirectional. The sensor module 1 can receive and also transmit high-frequency signals.

Über einen Niederfrequenz-Sender 10 sowie einen Hochfrequenz-Sender/Empfänger 11 steht das Sensormodul 1 mit der Datenverarbeitungsanlage 7 bidirektional in Verbindung.About a low frequency transmitter 10 and a high-frequency transmitter / receiver 11 is the sensor module 1 with the data processing system 7 bidirectionally.

Die Komponenten des Sensormoduls 1 sind auf den Tragkörper 2 appliziert. Als Messfühler 3 zur Erfassung von Bauteilspannungen und Dehnungen kommt vorzugsweise ein Dehnungsmessstreifen zur Anwendung. Der Tragkörper 2 besteht aus einem Bauteilspannungen übertragenden Material, beispielsweise aus einer Metallhülse, in welcher die Komponenten angeordnet und durch eine Vergussmasse lagefixiert sind.The components of the sensor module 1 are on the support body 2 applied. As a sensor 3 For detecting component stresses and strains, a strain gauge is preferably used. The supporting body 2 consists of a component voltages transmitting material, such as a metal sleeve, in which the components are arranged and fixed in position by a potting compound.

Auf dem Tragkörper 2 ist der Dehnungsmessstreifen 3 angebracht. Der Tragkörper 2 nimmt die Spannungen der Einrichtung in Form von Dehnungen auf. Durch einen Messimpuls vom Mikrocontroller 4, der auf einem Mehrlagen-Keramik-Modul aufgebaut ist, werden die Dehnungen des Tragkörpers 2 mit dem Dehnungsmessstreifen 3 registriert. Die aufgenommenen Messwerte werden nicht einzeln als Absolutwerte abgespeichert, sondern anhand einer Einteilung des Nennbelastungsbereichs in Klassen diesen zugeordnet. Diese Einteilung des Nennbelastungsbereichs ist auf das mit dem Tragkörper 2 verbundene Bauteil abgestimmt. Hierzu wird das Sensormodul 1 nach dem Einbau in die maschinentechnische Einrichtung justiert, das heißt, das Sensormodul 1 wird auf den Nennspannungsbereich der Einrichtung bzw. des Bauteils abgestimmt, damit aus den mittels Dehnungsmessstreifen 3 aufgenommenen Nennspannungen die von außen einwirkenden Kräfte exakt bestimmt werden können. Hierzu wird die Einrichtung mit einer definierten Kraft belastet. Dieser Betrag der Kraft wird dann über den Hochfrequenz-Sender/Empfänger 11 an das Sensormodul 1 übermittelt.On the support body 2 is the strain gauge 3 appropriate. The supporting body 2 absorbs the tensions of the device in the form of strains. Through a measuring pulse from the microcontroller 4 , which is built on a multilayer ceramic module, are the strains of the support body 2 with the strain gauge 3 registered. The recorded measured values are not stored individually as absolute values, but are assigned to them based on a classification of the nominal load range into classes. This division of the rated load range is on the with the support body 2 matched component. For this purpose, the sensor module 1 adjusted after installation in the technical equipment, that is, the sensor module 1 is tuned to the nominal voltage range of the device or the component, so from the means of strain gauges 3 recorded nominal voltages, the externally applied forces can be accurately determined. For this purpose, the device is loaded with a defined force. This amount of force is then transmitted via the radio frequency transmitter / receiver 11 to the sensor module 1 transmitted.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Aufnahme der aktuellen Bauteilbelastungen von maschinentechnischen Einrichtungen. Die gewonnenen und im Mikrocontroller 4 gespeicherten Messwerte werden über die im Sensormodul 1 integrierte Hochfrequenz-Antenne 9 übertragen. Für die Praxis ist daran gedacht, die Hochfrequenz-Antenne 9 in einen Frequenzbereich von 2,45 GHz zu betreiben. So sind deutlich höhere Übertragungsraten als bei Niederfrequenz möglich. Die Übertragung erfolgt nach einer Aufforderung über ein Hochfrequenzsignal, das von der Datenverarbeitungsanlage 7 über den Hochfrequenz-Sensor/Empfänger 11 zum Sensormodul 1 übertragen wird.The device according to the invention allows the inclusion of the current component loads of mechanical equipment. The won and in the microcontroller 4 stored measured values are over those in the sensor module 1 integrated high-frequency antenna 9 transfer. In practice, the high-frequency antenna is thought of 9 operate in a frequency range of 2.45 GHz. Thus, significantly higher transmission rates than at low frequency are possible. The transmission takes place after a request for a high-frequency signal from the data processing system 7 above the high-frequency sensor / receiver 11 to the sensor module 1 is transmitted.

Die Aufnahme von Belastungen einer maschinentechnischen Einrichtung als Beanspruchungs-Zeit-Funktion über einen längeren Zeitraum erfordert einen hohen Speicherbedarf von mehreren Gigabytes. Damit die ermittelten Werte der Bauteilbelastungen im begrenzten Speichervolumen des Sensormoduls 1 bzw. des Mikrocontrollers 4 gespeichert werden können, ist erfindungsgemäß eine Datenreduktion bzw. eine Klassierung der Messdaten vorgesehen. Hierzu gibt es grundsätzlich verschiedene Klassierungsverfahren, die bei Betriebsfestigkeitsberechnungen angewendet werden.The inclusion of loads of a mechanical device as a stress-time function over a longer period requires a large storage capacity of several gigabytes. So that the determined values of the component loads in the limited storage volume of the sensor module 1 or the microcontroller 4 can be stored, a data reduction or classification of the measured data is provided according to the invention. There are basically different classification methods that are used in durability calculations.

Jedes Klassierungsverfahren erfordert die Einteilung des Nennspannungsbereiches in einzelne Klassen, so dass einzelne Belastungsereignisse einer Klasse zugeordnet werden können. Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, dass das Sensormodul 1 nach dem Matrix-Zählverfahren arbeitet mit einer Klasseneinteilung von 16 Klassen. Bei dem Matrix-Verfahren wird eine zweidimensionale Matrix, bei der die Zeilen für die Startlasten einer Belastung stehen und die Spalten für die Zielklasse, in der eine Belastung endet, mit den gemessenen Bauteilbelastungen gefüllt (siehe hierzu auch 2).Each classification procedure requires the division of the rated voltage range into individual classes, so that individual load events can be assigned to a class. In the context of the invention it is provided that the sensor module 1 according to the matrix counting method works with a classification of 16 classes. In the matrix method, a two-dimensional matrix in which the lines for the starting loads of a load are and the columns for the target class, in which a load ends, filled with the measured component loads (see also 2 ).

Um eine weitere Datenreduktion durchzuführen, werden nur positive Belastungen, das heißt Belastungen von einer Klasse in eine um mindestens eine Stufe höhere Klasse wie in 2 dargestellt im Speicher des Sensormoduls 1 abgelegt.In order to carry out further data reduction, only positive loads, that is to say loads from a class into a class which is at least one level higher than in 2 represented in the memory of the sensor module 1 stored.

Wie bereits erwähnt, ist das Sensormodul 1 zur effizienten Ausnutzung der von der Batterie 6 zur Verfügung gestellten Energie in einen Stand-by-Modus überführbar.As already mentioned, the sensor module is 1 for efficient use of the battery 6 provided energy in a stand-by mode convertible.

Hierzu kann das Sensormodul 1 über die Niederfrequenz-Antenne 8 und ein entsprechendes Signal fremdgesteuert ein- und wieder angeschaltet werden. In diesem definierten Stand-by-Modus bezieht kein Verbraucher Energie aus der Batterie 6.For this purpose, the sensor module 1 over the low-frequency antenna 8th and a corresponding signal externally controlled on and turned on again. In this defined stand-by mode, no consumer draws energy from the battery 6 ,

Zudem ist ein selbsttätiger Abschaltzyklus vorgesehen. Wenn das Sensormodul 1 aktiviert ist, misst es Bauteildehnungen mit einer bestimmten Taktfrequenz, beispielsweise von 3 Hz. Ändert sich über einen bestimmten Zeitraum die gemessene Bauteildehnung mit einer vorgegebenen Toleranz nicht, wird das Taktsignal sukzessive herabgesetzt, bis sich das Sensormodul 1 selbst in den Stand-by-Modus versetzt. Dies erfolgt beispielsweise, wenn die zu überwachende Einrichtung längere Zeit stillsteht, so dass keine Bauteildehnungen und -spannungen aufgenommen werden.In addition, an automatic shutdown cycle is provided. If the sensor module 1 is activated, it measures component expansions with a specific clock frequency, for example of 3 Hz. If the measured component elongation does not change over a given period of time with a predetermined tolerance, the clock signal is successively reduced until the sensor module 1 put itself in stand-by mode. This takes place, for example, if the device to be monitored stands idle for a longer time, so that no component expansions and voltages are absorbed.

Für das Erwachen aus dem Stand-by-Modus ist erfindungsgemäß das Detektorelement 12 vorgesehen. Als Detektorelement 12 kommt ein Piezosensor zur Anwendung, der im Sensormodul 1 Integriert ist. Der Piezosensor 12 detektiert im Stand-by-Modus eine Änderung der Krafteinleitung an der Einrichtung und signalisiert dies durch einen Stromimpuls an den Mikrocontroller 4 des Sensormoduls 1. Hierdurch wird sofort eine Messung ausgeführt und das Sensormodul 1 geht in den normalen Betriebsmodus über. Im Stand-by-Modus verbraucht der Piezosensor 12 nur geringfügig Energie aus der Batterie 6.For awakening from the stand-by mode, the detector element according to the invention 12 intended. As a detector element 12 a piezo sensor is used in the sensor module 1 Integrated. The piezo sensor 12 detects in stand-by mode a change in the introduction of force to the device and signals this by a current pulse to the microcontroller 4 of the sensor module 1 , This immediately performs a measurement and the sensor module 1 goes into normal operating mode. In stand-by mode, the piezo sensor consumes 12 only slightly energy from the battery 6 ,

Insgesamt kann der Energieverbrauch des Sensormoduls 1 deutlich reduziert werden, so dass die planmäßige Einsatzdauer des Sensormoduls 1 gesteigert wird. Wenn überhaupt ein Austausch des Sensormoduls 1 wegen der Erschöpfung der Batterie 6 während der Einsatzzeit erforderlich wird, werden die Intervalle hierfür wesentlich erhöht, was zu einer Kosteneinsparung führt.Overall, the power consumption of the sensor module 1 be significantly reduced, so that the scheduled service life of the sensor module 1 is increased. If any replacement of the sensor module 1 because of the exhaustion of the battery 6 while the mission time is required, the intervals for this are significantly increased, resulting in a cost savings.

Die Ausführungsform der 3 unterscheidet sich von derjenigen der 1 lediglich dadurch, dass das Sensormodul ohne Zwischenschaltung eines Tragkörpers an einer maschinentechnischen Einrichtung appliziert ist. Es ist zumindest mit einem Messfühler 3 zur Erfassung der Bauteilspannungen und Dehnungen mit der maschinentechnischen Einrichtung direkt verbunden, insbesondere aufgeklebt.The embodiment of the 3 is different from the one of 1 merely in that the sensor module is applied to a machine-technical device without the interposition of a carrier body. It is at least with a probe 3 for the detection of component voltages and strains directly connected to the mechanical device, in particular glued.

11
Sensormodulsensor module
22
Tragkörpersupporting body
33
Messfühlerprobe
44
Mikrocontrollermicrocontroller
55
Antennenanordnungantenna array
66
Spannungsquellevoltage source
77
DatenverarbeitungsanlageData processing system
88th
Niederfrequenz-AntenneLow frequency antenna
99
Hochfrequenz-AntenneThe radio frequency antenna
1010
Niederfrequenz-SenderLow frequency transmitter
1111
Hochfrequenz-Sender/EmpfängerHigh-frequency transmitter / receiver
1212
Detektorelementdetector element

Claims (7)

Vorrichtung zur Bestimmung der Lebensdauer von maschinentechnischen Einrichtungen, welche ein an einer Einrichtung applizierbares Sensormodul (1) umfasst, wobei das Sensormodul (1) zumindest einen Messfühler (3) zur Erfassung von Bauteilspannungen und -dehnungen, einen Mikrocontroller (4), eine Antennenanordnung (5) sowie eine Spannungsquelle (6) aufweist und das Sensormodul (1) mit einer Datenverarbeitungsanlage (7) bidirektional in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenanordnung (5) eine in das Sensormodul (1) integrierte Niederfrequenz-Antenne (8) sowie eine in das Sensormodul (1) integrierte Hochfrequenz-Antenne (9) umfasst und das Sensormodul (1) über die Niederfrequenz-Antenne (8) von einem Betriebsmodus in einen Stand-by-Modus überführbar ist, wobei ein Detektorelement (12) zur Aktivierung des im Stand-by-Modus befindlichen Sensormoduls (1) vorgesehen ist.Device for determining the service life of mechanical equipment, which can be applied to a device sensor module ( 1 ), wherein the sensor module ( 1 ) at least one sensor ( 3 ) for detecting component voltages and strains, a microcontroller ( 4 ), an antenna arrangement ( 5 ) as well as a voltage source ( 6 ) and the sensor module ( 1 ) with a data processing system ( 7 ) is bidirectionally connected, characterized in that the antenna arrangement ( 5 ) one in the sensor module ( 1 ) integrated low-frequency antenna ( 8th ) and one in the sensor module ( 1 ) integrated high frequency on tenne ( 9 ) and the sensor module ( 1 ) via the low-frequency antenna ( 8th ) can be converted from an operating mode to a stand-by mode, wherein a detector element ( 12 ) for activating the sensor module in stand-by mode ( 1 ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (1) mit der Datenverarbeitungsanlage (7) über einen Niederfrequenz-Sender (10) sowie einen Hochfrequenz-Sender/Empfänger (11) in Verbindung steht.Device according to claim 1, characterized in that the sensor module ( 1 ) with the data processing system ( 7 ) via a low-frequency transmitter ( 10 ) as well as a high-frequency transmitter / receiver ( 11 ). Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektorelement (12) ein Piezosensor ist.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the detector element ( 12 ) is a piezoelectric sensor. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Messfühler (3) ein Dehnungsmessstreifen ist.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sensor ( 3 ) is a strain gauge. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (1) einen Tragkörper (2) aufweist, der aus einem Bauteilspannungen übertragenden Material besteht.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sensor module ( 1 ) a supporting body ( 2 ), which consists of a component voltages transmitting material. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Bauteilspannungen durch ein Matrix-Zählverfahren auswertbar sind.Device according to one of claims 1 to 5, characterized that the determined component voltages can be evaluated by a matrix counting method. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsquelle (6) eine Batterie ist.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the voltage source ( 6 ) is a battery.
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