Elektrolytische Neigungssensoren für die Eisenbahnüberwachung

Electrolytic Tilt Sensors for Railway Monitoring

Was ist ein elektrolytischer Neigungssensor? | Ideale Lösungen | Vorteile | Anwendungen | Ressourcen

Eisenbahnüberwachung und Unfallverhütung im Schienenverkehr

Die Eisenbahn ist ein wichtiger Verkehrsträger für Personen und Güter. Daher muss sichergestellt werden, dass die Gleise in gutem Zustand sind, um Unfälle und Verspätungen zu vermeiden. Eine der besten Möglichkeiten zur Überwachung des Zustands von Eisenbahnschienen ist der Einsatz von Neigungssensoren.

Was ist ein elektrolytischer Neigungssensor?

Ein elektrolytischer Neigungssensor ist eine Art von Winkelmesssensor, der eine leitende Flüssigkeit zur Messung der Neigung verwendet. Elektrisch isolierte Elektroden (oder Stifte) ragen in die Flüssigkeit hinein, und an sie wird eine Spannung angelegt. Wenn sich die Sensorposition ändert, ändert sich die Flüssigkeitshöhe an jedem Stift, wodurch sich der Widerstand zwischen den einzelnen Stiften ändert. Die Widerstandsänderung kann als Spannungsänderung an jedem Stift gemessen werden, die dann in eine Winkelmessung umgerechnet werden kann.

Die idealen Lösungen

Der gebräuchlichste elektrolytische Neigungssensor für die Eisenbahnüberwachung ist unser einachsiger Neigungssensor 0703-1602-99 für den mittleren Bereich. Dieser Sensor hat einen Messbereich von ±25° mit hochgenauen Messungen mit einer Wiederholbarkeit von ±0,005°. Der 0703-1602-99 ist industrietauglich und verfügt über eine Metallkonstruktion, die auch den extremsten Umgebungsbedingungen standhält.

Ein weiterer elektrolytischer Neigungssensor, der für die Eisenbahnüberwachung empfohlen wird, ist unser einachsiger Neigungssensor 0703-0711-99 mit geringem Messbereich. Dieser Sensor hat einen Messbereich von ±3° und eine noch höhere Messgenauigkeit mit einer Wiederholbarkeit von ±0,001°. Der 0703-0711-99 ist ebenfalls industrietauglich und verfügt über eine Metallkonstruktion, die selbst den extremsten Umgebungsbedingungen standhält.

Elektrolytische Neigungssensoren erfordern eine Steuerschaltung, die wir als Paketlösung anbieten, die wir Neigungsmesser nennen. Unsere elektrolytische Neigungssensortechnologie macht diese Neigungssensoren im Vergleich zu MEMS-Neigungssensoren extrem stabil, ohne Langzeitdrift, und das alles in einem einfach zu integrierenden Paket.

0703-1602-99

Betriebsbereich: ±25°
Wiederholbarkeit ±0,005°

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0703-0711-99

Arbeitsbereich: ±3°
Wiederholbarkeit ±0,001°

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0729-1765-99

Betriebsbereich: ±25°
Schnittstelle: Analog/RS-232

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F203-00A-212-00

Betriebsbereich: ±3°
Schnittstelle: Analog/RS-232

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F225-00T-003-01

Betriebsbereich: ±25°
Schnittstelle: UART/TTL

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Vorteile von elektrolytischen Neigungssensoren für die Eisenbahnüberwachung

Genauigkeit

Einer der Hauptvorteile der Verwendung elektrolytischer Neigungssensoren für die Eisenbahnüberwachung ist ihre Genauigkeit. Elektrolytische Neigungssensoren sind hochpräzise und können Winkel mit einer Genauigkeit von ±0,001° bei den Modellen mit der höchsten Genauigkeit bis ±0,1° bei Modellen mit geringerer Genauigkeit (und niedrigeren Kosten) messen. Dadurch können Sie selbst kleinste Positions- und Winkeländerungen in Eisenbahnsystemen erkennen, die erhebliche Auswirkungen auf die Sicherheit haben können.

Verlässlichkeit

Ein weiterer Vorteil der elektrolytischen Neigungssensoren ist ihre Zuverlässigkeit. Diese Sensoren sind für raue Umgebungen ausgelegt und können bei extremen Temperaturen betrieben werden (-40 °C bis 85 °C Betriebstemperatur für die meisten Modelle, mit Lagertemperaturen bis zu 125 °C) und sind so konzipiert, dass sie Stößen und Vibrationen standhalten. Dadurch sind sie ideal für Außenanwendungen wie die Überwachung von Eisenbahnen. Die meisten Anwendungen, bei denen elektrolytische Neigungssensoren von Fredericks eingesetzt werden, erfordern eine Lebensdauer von mehr als 10 Jahren im Feld, wobei unsere Sensoren eine MTTF von 300 Jahren oder mehr bieten.

Verbesserte Sicherheit

Der Einsatz von elektrolytischen Neigungssensoren in der Eisenbahnüberwachung hat die Sicherheit in der Branche, in der die Überwachung eingeführt wurde, bereits verbessert. Diese Sensoren können Anomalien in der Bewegung von Zügen oder Gleisen erkennen, z. B. übermäßige Positionsänderungen, die auf ein Problem mit den Gleisen hinweisen könnten. Die frühzeitige Erkennung von Anomalien kann dazu beitragen, Unfälle zu vermeiden und das Risiko von Entgleisungen zu verringern.

Keine Abdrift

Eine Drift tritt auf, wenn sich das Ausgangssignal des Sensors im Laufe der Zeit ändert, auch wenn sich der Sensor nicht bewegt. Elektrolytische Neigungssensoren weisen keine Drift auf, und alle erwarteten Änderungen der Messungen im Laufe der Zeit sind in den Spezifikationen für Genauigkeit und Wiederholbarkeit enthalten. Drift ist ein häufiges Problem bei anderen Neigungsmesstechniken wie MEMS-basierten Produkten. Besonders häufig tritt es bei anderen Technologien mit Einschaltvorspannung auf, bei denen sich die Messung ändert, wenn das Gerät ausgeschaltet wird. Dies kann selbst über kurze Zeiträume zu erheblichen Fehlern bei der Winkelmessung führen, die bei der elektrolytischen Neigungssensorik nicht auftreten, da es keine beweglichen Teile gibt.

Niedriger Stromverbrauch

Elektrolytische Neigungssensoren haben auch einen geringen Stromverbrauch, was sie ideal für den Einsatz an abgelegenen Orten macht, an denen die Stromversorgung begrenzt sein kann. Diese Sensoren können mit sehr geringem Stromverbrauch betrieben werden und sind so konzipiert, dass sie über lange Zeiträume hinweg funktionieren, ohne dass sie ausgetauscht werden müssen.

Leicht zu integrieren

Bei den elektrolytischen Neigungssensoren handelt es sich um passive Komponenten, die sich mit nur wenigen zusätzlichen elektronischen Komponenten zusammen mit Ihrem vorhandenen Mikrocontroller leicht integrieren lassen. Fredericks bietet Schaltpläne, PCB-Layouts und Firmware für den Betrieb unserer elektrolytischen Neigungssensoren mit minimalem Entwicklungsaufwand an. Zur weiteren Vereinfachung des Prozesses bieten wir auch eigene Schaltungen und geschlossene Neigungssensoren mit einer Schutzart von bis zu IP66 an.

Kostengünstig

Schließlich sind elektrolytische Neigungssensoren kostengünstig. Sie sind relativ kostengünstig in der Herstellung, da sie keine komplizierten Fertigungstechniken erfordern, die bei anderen Neigungsmesstechnologien, insbesondere bei siliziumbasierten Produkten wie MEMS, zum Einsatz kommen. Aufgrund der niedrigen Kosten können sie in großem Maßstab installiert werden, ohne die Kosten für die Eisenbahnüberwachung wesentlich zu erhöhen. Das macht sie zu einer attraktiven Option für Eisenbahnunternehmen, die ihre Gleise kostengünstig überwachen wollen.

Anwendungen von elektrolytischen Neigungssensoren in der Eisenbahnüberwachung

Überwachung der Strecke

Eine der Hauptanwendungen für elektrolytische Neigungssensoren in der Eisenbahnüberwachung ist die Gleisüberwachung zur Verhinderung von Unfällen. Mit diesen Sensoren können der Winkel und die Lage der Gleise überwacht und Veränderungen festgestellt werden, die auf Schäden oder Verschleiß hindeuten könnten. Diese Informationen können genutzt werden, um Wartungs- und Reparaturarbeiten zu planen, bevor die Gleise unsicher für die Nutzung werden.

Zugüberwachung

Elektrolytische Neigungssensoren können auch zur Überwachung des Zuges selbst eingesetzt werden. Dies kann nützlich sein, um ungewöhnliche Bewegungen oder Vibrationen zu erkennen, die auf ein Problem mit dem Zug oder eine Zugentgleisung hinweisen könnten. Anhand dieser Informationen können Wartungs- und Reparaturarbeiten geplant werden, bevor es zu größeren Problemen kommt.

Brücken- und allgemeine Bauwerksüberwachung

Schließlich können elektrolytische Neigungssensoren zur Überwachung der Neigung von Eisenbahnbrücken und anderen Eisenbahnbauwerken eingesetzt werden. Diese Sensoren können Änderungen des Winkels oder der Position der Brücke oder des Bauwerks erkennen, die auf strukturelle Schäden oder Verschleiß hinweisen könnten. Diese Informationen können zur Planung von Wartungs- und Reparaturarbeiten genutzt werden, um die Sicherheit zu gewährleisten.