Hey an alle, folgendes Problem liegt vor.. in einem Rotorgehäuse dreht ein Fan. Um die Schaufeln zu schützen hat man eine Zwei-Komponenten-Mischung (epoxy oder so) verwendet, um um das Gehäuse eine Schicht aufzutragen, die sich problemlos abreiben lässt, falls sich der Rotor, bedingt durch die Fliehkraft, ausdehnt. Ziel ist es, von außen beim drehenden Rotor, die Dicke dieser Schicht zu messen. Ich dachte da an Ultraschall, doch gibt es vielleicht auch andere Möglichkeiten? Die Schicht darf keine Löcher haben oder irgendwie anders zerstört werden. Messkomponenten dürfen allerdings mit eingebaut werden, unter der Voraussetzung, dass sie nicht an der Oberfläche liegen oder selbst kaputt gehen könnten bei einem Rub. Ich danke euch schon im Voraus! Grüße, Martin
Martin schrieb: > folgendes Problem liegt vor.. in einem Rotorgehäuse dreht ein Fan. Um > die Schaufeln zu schützen hat man eine Zwei-Komponenten-Mischung (epoxy > oder so) verwendet, um um das Gehäuse eine Schicht aufzutragen, die sich > problemlos abreiben lässt, falls sich der Rotor, bedingt durch die > Fliehkraft, ausdehnt. Folgende Fragen: 1) Dicke dieser "Schutzschicht" µm, mm, cm? Genaueres über's Material wäre noch schön. 2) Maximale Geldmittel. 3) Welche Dimensionen? Reden wir von einem Computerlüfter oder von einem Windkraftwerk? Ich würde versuchen mit einem Röntgenverfahren von innen nach außen zu gehen. Wenn man außen drauf könnte wäre es möglich wie beim Auto die Lackdicke zu messen.
1) Dicke ca. 5-8 mm und Auflösung bis zu 0,1 mm 2) 4stellig 3) Triebwerk-Fan ca. 2m Durchmesser Die Schicht liegt innerhalb des Gehäuses und man soll vom Gehäuse aus durchmessen - drinnen dreht sich ja der Fan (ziemlich laut)
Sooo, brauchen die bei Rolls Royce jetzt etwa ganz schnell eine Lösung? duckundwech
Es geht nicht um eine Lösung, sondern eher um eine theoretische Durchführbarkeit bzw. Machbarkeit.. die Daten, die ich angegeben habe sind nur zum Beispiel da
Hallo! Ich würde da in Richtung Ultraschall gehen. Das wird bei der Materialprüfung verwendet und sollte dir die Wandstärken recht genau ausgeben können (Übergang Metall - Epoxy - Luft). Aber ob das noch im vierstelligen Bereich liegt? Ich weiß es nicht! Gruß Basti
Patentiert sind zwei kapazitive Messmethoden: 1) Auf der Gehäuseinnenseite befinden sich viele isolierte Metallflächen, etwa wie eine innen aufgeklebte flexible Platine. Darüber befindet sich die Schaum- ähm: Epoxy-"Notlandebahn". Gemessen wir die Kapazität(sänderung) gegen das Gehäuse durch die ggf. am Ende metallisierten Schaufeln. 2) Mechanisch ähnlich, aber es wechseln sich Erreger- und Sensor-Flächen ab, die somit eine Art Differential-Dreko mit der Schaufel als beweglichem Teil bilden. Das Summensignal eines Sensor-Plätchens variiert mit der Position der Schaufel über den Plätchen. Das ist wohl das störsicherere und präzisere Verfahren.
Martin schrieb: > folgendes Problem liegt vor.. in einem Rotorgehäuse dreht ein Fan. Um > die Schaufeln zu schützen hat man eine Zwei-Komponenten-Mischung (epoxy > oder so) verwendet, um um das Gehäuse eine Schicht aufzutragen, die sich > problemlos abreiben lässt, falls sich der Rotor, bedingt durch die > Fliehkraft, ausdehnt. Vielleicht aus dem Strömungsgeräusch des Propellers entnehmen. Je weniger Material desto lauter oder andere Resonanzfrequenzen im Material.
Das bekommt man aber Werte, die ganz leicht abhängen von Last, Druck, Temperatur, Luftfeuchtigkeit...
Klaus Wachtler schrieb: > Das bekommt man aber Werte, die ganz leicht abhängen > von Last, Druck, Temperatur, Luftfeuchtigkeit... Is ja nur eine Idee, aber weitergesponnen kann man die durch 2 Punkt Messung (innen außen) ausdifferenzieren
Basti schrieb: > Hallo! > Ich würde da in Richtung Ultraschall gehen. Das wird bei der > Materialprüfung verwendet und sollte dir die Wandstärken recht genau > ausgeben können (Übergang Metall - Epoxy - Luft). > Aber ob das noch im vierstelligen Bereich liegt? Ich weiß es nicht! > > Gruß > Basti Ultraschall in schnell bewegten Systemen mit Wind usw. gergibt seltenst akzeptable Werte.
Es geht hier nicht um Ultraschall in Luft, sondern um Ultraschall im Festkörper. In dem hier wohl interessanten Frequenzbereich von einigen MHz geht der Schall kaum noch durch Luft. Ein weicher Kunststoff ist da aber auch schon grenzwertig. Nur wenn die Schaufeln wirklich schon ankommen könnte es reichlich Störgeräusche geben. Die oben bschriebenen Kapazitiven Verfahren sind auch nicht so unproblematisch: die DK des Kunststoffs kann sich durch Wasseraufnahme ändern. Von der Einfachheit ist das Verfahren aber kaum zu schlagen. Eine mögliche Alternative wäre eine optische Meßmethode: dem Kunststoff wird recht wenig Fluoreszenz-farbstoff beigemischt und die Intensität der Fluoreszenz z.B. über 2 Lichleiter gemessen.
G.A.S.T. schrieb: > Patentiert sind zwei kapazitive Messmethoden: > > 1) Auf der Gehäuseinnenseite befinden sich viele isolierte > Metallflächen, etwa wie eine innen aufgeklebte flexible Platine. Darüber > befindet sich die Schaum- ähm: Epoxy-"Notlandebahn". Gemessen wir die > Kapazität(sänderung) gegen das Gehäuse durch die ggf. am Ende > metallisierten Schaufeln. > 2) Mechanisch ähnlich, aber es wechseln sich Erreger- und Sensor-Flächen > ab, die somit eine Art Differential-Dreko mit der Schaufel als > beweglichem Teil bilden. Das Summensignal eines Sensor-Plätchens > variiert mit der Position der Schaufel über den Plätchen. Das ist wohl > das störsicherere und präzisere Verfahren. Wie genau kann ich mir das vorstellen? Du meinst doch, dass die Metallflächen quasi auf der epoxy Schicht, zur Seite des Rotors hin, aufgeklebt werden - dann besteht allerdings die Gefahr, dass die Flächen oder auch der Rotor beschädigt werden - interessant ist ja die Dicke dieser Schicht, nachdem die "Notlandebahn" abgerieben wurde! Problem bei der Messung mit kapazitiven Sensoren auch ist die Abhängigkeit vom Diellektrikum. Insbesondere, wenn die epoxy Schicht zu einem Teil abgerieben und eventuell noch teilweise zusammengepresst wurde verändert sich es. Und da du die Schaufeldehnung als zweite unbekannte hast, wirst du die Dicke nicht genau bestimmen können. Deshalb bin ich ja auch auf der Suche nach einer nicht-kapazitiven Messmethode. Vielen Dank für die zahlreichen Antworten bisher!
Messung der Dehnung der Schaufeln per Dehnmessstreifen und Übertragung per Nahfeldtelemetrie? Aus dem Maximalwert kann dann die Restdicke berechnet werden.
Könnte man in die Epoxi Schicht einen/mehrere schmale Streifen leitfähigen Kunststoff einbringen und anhand des Widerstandswertes dieser Schicht auf die Restdicke schliessen?
Jede einzelne Schaufel mit einem DMS zu messen wäre zu aufwendig & teuer - mal abgesehen von den aerodynamischen Auswirkungen auf die Strömung (Die muss auch gleichzeitig gemessen werden). Schmale Streifen waren auch eine überlegte Idee - Probleme gibt es allerdings, wenn bei einem Rub die Schicht abgetragen wurde, ob da der Streifen gleichmäßig getrennt wurde & sich nicht verbiegt.
Es gibt noch eine Art DMS-Gitter zur Messung des Rissfortschritts. Diese haben viele paralell geschaltete Widerstände, die nach und nach zerstört werden.
Martin schrieb: > Schmale Streifen waren auch eine überlegte Idee - Probleme gibt es > allerdings, wenn bei einem Rub die Schicht abgetragen wurde, ob da der > Streifen gleichmäßig getrennt wurde & sich nicht verbiegt. Ich dachte eigentlich an Streifen die so dick wie die Kunstharzausbettung sind und gegen das Gehäuse isoliert. Wenn jetzt die Dicke der Kunstharzschicht sich durch ein Schaben (Rub?) ändert wird auch ein entsprechender Teil der Dicke des Streifens abgeschabt. Er wird dünner und der Widerstand entsprechend höher. Klar ist die Herstellung der Innenschicht dann aufwendiger, da zunächst diese Streifen aufgeklebt und nach aussen Verbunden werden müssen und arst dann der Rest mit dem Kunstharz ausgegossen. Die Idee ist im Prinzip etwas ähnlich wie eine Verschleissanzeige bei Bremsbelägen im Auto, nur propertional.
Die Idee klingt schonmal nicht schlecht. Hast du irgendwelche Bezeichnung dieser Messmethode im Kopf, wonach ich recherchieren könnte. Ein Problem erhalte ich doch allerdings, wenn ich einen ungleichmäßigen Rub habe oder? Kannst ja die Dicke durch den Widerstand im Gesamten messen und nicht an einzelnen Stellen. Vielen Dank für die gute Idee!
Über den Widerstand bekommt man eher die mittlere Dicke der Schicht. Für eine lokale (z.B. für je 10 mm) Messung könnte man wohl auch mehrere Kontakte anbringen.
Ulrich schrieb: > Über den Widerstand bekommt man eher die mittlere Dicke der Schicht. Für > eine lokale (z.B. für je 10 mm) Messung könnte man wohl auch mehrere > Kontakte anbringen. Genau das hatte ich ja gesagt. Mehrere kürzere Streifen an den Stellen wo es kritisch wird. Oder wenn nur generell ein "Rub" erkannt werden soll und nicht die ungefähre Position reicht auch ein oder mehrere umlaufende Streifen. @Martin: Keine Ahnung ob und wo es soetwas gibt. Das Ganze war aus dem Bauch heraus gedacht. Du hast ja geschrieben: Martin schrieb: > Es geht nicht um eine Lösung, sondern eher um eine theoretische > Durchführbarkeit bzw. Machbarkeit Leitfähiger Kunststoff gibt es allemal. Ich denke wenn man mit Sensorherstellern redet gibts da Möglichkeiten. Zumindest wenn hinter der Studie eine evt. Serienproduktion winken könnte. Viel Erfolg
Muss das den gemessen werden wenn die Turbine an ist? Falls es auch nach dem Lauf reicht könnte man doch einfach eine Reihe Löcher bohren um mit der Schublehre nach zu messen. Vielleicht könnte man für den "online messen"-Fall in die Löcher auch durchsichtige Stifte kleben deren Dicke sich optisch bestimmen lässt. Die könnte man dann auch ein Tick zu lang machen (damit sie nach innen überstehen) um zu messen wie viel Abstand der Rotor noch zur Wand hat. Je nachdem wie gefährlich es ist etwas vor der Turbine stehen zu haben könnte man einen Punkt/Linie auf die Flügel malen. Wenn die Rotation die Flügel lang zieht bewegt sich auch der Punkt, den man dann vermessen kann um die Länge der Flügel zu bestimmen. Vielleicht einfach per Foto mit Maßstab.
Wenn der Kunststoff verändert werden kann kannst du auch Metall einbringen (Pulver Späne etc) und die Verstimmung eines HF Feldes messen. Je weniger Metall desto weniger Dämpfung. Oder optische Glas|Kunststofffasern einbetten. An der Schnittkante gibt es Reflektionen. Je nach abgefräster Länge hast du dann Interferenzänderungen. Oder die Turbinenschaufelkante als Reflektor nehmen (sollte ja recht blank sein) dann wird auch gleich die Ausdehnung selbiger in realtime erfasst. Wenn die Dinger schräg eingelassen werden kann man auch Lasertriangulation probieren. Ist dann µm genau (Als vorher nachher Relativmessung). Alles quick and dirty Ideen ohne Ahnung ob das funzt
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