Mit diesen 9 Arten von Sensorik wird Ihre Digitalisierung erfolgreich!

Es gibt unterschiedliche Arten von Sensorik, die für unterschiedliche Fragestellungen verwendet werden können. Nur durch eine wohlüberlegte Auswahl und auch Kombination der einzelnen Arten von Sensorik, kann Digitalisierung erfolgreich durchgeführt werden.

Erfolg bei der Digitalisierung bedeutet entsprechend, dass

  • Messwerte aufgenommen werden,
  • diese Messwerte eine Aussagekraft für den Prozess haben
  • und digital ausgewertet werden können

Es muss bei der Installation von Sensorik in jedem Fall schon vorher klar definiert sein, welches Ziel durch die Installation der Sensorik verfolgt wird und wie die neu entstehenden Messwerte genutzt werden können. Von einer Installation von Sensorik, um „alle Daten zu erhalten“ ist im ersten Schritt abzuraten, da mit der bzw. durch die Fülle an Daten kein Mehrwert erzielt wird.

Im Folgenden sind 9 unterschiedliche Arten von Sensorik erklärt, welche Messprinzipien dahinterstehen und auch was durch die Installation durch solche Sensoren detektiert werden kann. Grundlegende Informationen zu Sensorik sind HIER zu finden.

Graphische Zusammenfassung

Sensorik, Arten & Voraussetzungen zur Implementierung
Arten von Sensorik

Auf einen Blick: Was ist bzw. macht Sensorik? Und welche unterschiedlichen Arten und Voraussetzungen es gibt für die Nutzung?

1       Sensorik zur Messung von Temperatur

Temperatur wird häufig aufgezeichnet, da einerseits Erhöhung von Temperatur häufig auf Probleme im Prozess bzw. an der Maschine hindeutet und andererseits Außen-Temperaturen einen Einfluss auf Prozesse bzw. Maschinen haben können. 1, 2

Welche Arten von Temperatur Sensoren gibt es?

Grundsätzlich kann man berührende und kontaktlose Temperatur-Messungen unterscheiden.

  • Thermoelemente berührend
  • Infrarot kontaktlos
  • Pyrometer 2-/3-Kanal kontaktlos
  • Laser kontaktlos
  • Wärmebildkamera kontaktlos

Was kann beispielsweise detektiert werden?

Beispiele für den Einsatz von Temperatur-Sensoren sind Detektion von:

  • Erwärmung von Bauteilen durch höhere Reibung
  • Erwärmung von Bauteilen durch Material-Reduktion / Verschleiß
  • Überhitzung durch gewünschtes bzw. nicht gewünschtes Einbringen von Wärme

2      Sensorik zur Messung von Strom/Spannung

Häufig werden Daten zu Strom und Spannung von Maschinen, Prozessen und Sensoren abgegriffen und aufgezeichnet. Strom und Spannung können häufig indirekt Aufschluss über Fehlerquellen geben.

Mit Sensorik, die Strom bzw. Spannung misst, können z.B. Schaltpunkte von Prozessen und Signalen, Kriechströme bzw. Kurzschlüsse, … detektiert werden.

3      Sensorik zur Messung von Durchfluss

Durchflüsse werden häufig aufgezeichnet, um Regelungen auf Basis dessen durchzuführen bzw. Prozesse besser kontrollieren zu können. Bisher analoge Systeme sollten systematisch digitalisiert werden, um langfristige Trends abbilden zu können.

Es gibt ganz unterschiedliche Methoden, wie Durchfluss gemessen werden kann – weil es viele unterschiedliche Arten von Medien gibt. Es wird für den Einsatz daher grundsätzlich zwischen Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen Granulat, Pulver unterschieden, wobei die Eigenschaften des jeweiligen Mediums für die Auswahl des Sensors entscheidend sind! 1-3

Welche Arten von Durchfluss Sensoren gibt es?

Grundsätzlich kann man folgende Durchfluss-Messungen unterscheiden:

  • Schwebekörper
  • Flügelrad
  • magnetisch-induktiv
  • Ultraschall
  • Coriolis
  • Thermisch
  • Differenzdruck
  • Vortex

Was kann beispielsweise detektiert werden?

Beispiele für den Einsatz von Durchfluss-Sensoren sind Detektion von:

  • Verlustströmen im System
  • Messung von aktuellem Verbrauch von Medium für spezifische Anlage bzw. Anlagenprogramm
  • Füllstand

4     Sensorik zur Messung von Druck

Druck wird häufig zur Kontrolle, aber auch zur Regelung aufgezeichnet. Bisher analoge Systeme sollten systematisch digitalisiert werden, um langfristige Trends abbilden und Zusammenhänge erkennen zu können. Generell kann man bei der Druckmessung die Messung von Absolut-, Relativ- und Differenzdruck unterscheiden. 1, 4, 5

Welche Arten von Druck Sensoren gibt es?

Grundsätzlich kann man folgende Druck-Messungen unterscheiden:

  • Mechanisch
  • Kapazitiv
  • Induktiv
  • Piezoelektrisch
  • Optisch

Was kann beispielsweise detektiert werden?

Beispiele für den Einsatz von Druck-Sensoren sind Detektion von:

  • Füllstand
  • Hydraulik bzw. Pneumatik
  • Status von Ventilen

5      Sensorik zur Messung von Kraft

Kraft kann direkt oder indirekt aufgezeichnet werden, d.h. direkt als Kraft-Messung oder indirekt über Zug- bzw. Druck-Messung und Ausgabe eine digitalen Kraft-Wertes. 1, 6

Welche Arten von Kraft-Sensoren gibt es?

Grundsätzlich kann man folgende Kraft-Messungen unterscheiden:

  • Elektronisch
  • Hydraulisch
  • Dehnungsmessstreifen

Was kann beispielsweise detektiert werden?

Beispiele für den Einsatz von Kraft-Sensoren sind Detektion von:

  • Einpresskräfte z.B. beim Formen
  • Verbiegungen
  • Vorspann-Kräfte
  • Gewünschte/ungewünschte Zieh-Vorgänge
  • Kraft-Weg
  • Stress und Spannungen auf Oberflächen, in Radien o.ä.

6      Sensorik zur Messung von Akustik bzw. Schall

Die Messung von Akustik bzw. Schall ist nicht für jeden Einsatzfall geeignet – ist aber trotzdem immer mehr im Kommen, weil neue Einblicke erreicht werden können im Vergleich zu anderen Sensoren. 1, 7

Welche Arten von Akustik- bzw. Schall-Sensoren gibt es?

Grundsätzlich benötigt es zur Messung und Aufnahme von Akustik-Signalen das richtige Mikrofon. Daher sind hier einige Unterscheidungen dargestellt:

  • Mikrofone
    • Freifeld
    • Druckfeld und Diffusfeld
    • Sonden
    • Oberflächen
  • Schallpegel

Was kann beispielsweise detektiert werden?

Beispiele für den Einsatz von Akustik-Sensoren sind Detektion von:

  • Bruch oder beginnender Riss-Bildung
  • Pegel der Geräuschemission als Zeichen für beginnende Degeneration
  • sonstige Abnutzung

7      Sensorik zur Messung von Schwingung, Resonanz oder Vibration

Diese Art der Sensorik wird immer häufiger zur Überwachung von Maschinen eingesetzt und ist auch in der DIN ISO 10816 näher beschrieben. Nicht immer ist die reine Messung von Schwingungen oder Vibrationen ausreichend, um die notwendigen Aussagen zu machen. Eine umfassende, digitale Auswertung in Kombination mit anderen Parametern der Maschine wird in diesem Fall häufig eingesetzt. 1, 8, 9

Welche Arten von Schwingungs-, Resonanz- oder Vibrations-Sensoren gibt es?

Grundsätzlich kann man folgende Messungen unterscheiden:

  • Piezoelektrische Vibrationssensoren
  • Beschleunigungs-Sensoren

Was kann beispielsweise detektiert werden?

Beispiele für den Einsatz von Schwingungs-Messung sind Detektion von:

  • Unwucht beweglicher Teile
  • Fehler beim Ausrichten
  • Anbackungen, die zu Unwucht führen
  • Elektrische bzw. magnetische Störungen,
  • Nicht optimal eingestellte Bearbeitungs-Parameter
  • Probleme am Fundament

8      Sensorik mit Hilfe von Bild-/Video-Aufnahmen

Aufgrund der heutigen Möglichkeiten, wird die Verarbeitung von Bild- und Video-Aufnahmen immer relevanter. Dabei reicht jedoch nicht die Möglichkeit, Bilder und Videos aufzuzeichnen. Solche Sensorik erfordert immer eine Auswertesoftware!

Welche Arten von Bild-/Video-Aufnahmen gibt es?

Grundsätzlich gibt es folgende Möglichkeiten:

  • Wärmebild
  • Foto in regelmäßigen bzw. definierten Abständen
  • Video Überwachung, Aufzeichnung, …

Was kann beispielsweise detektiert werden?

Beispiele für den Einsatz von Bild-/Video-Aufnahmen sind Detektion von:

  • Mengen
  • Zuwachs/Abnahme
  • Lagerbeständen
  • Temperatur-Einflüssen

9      Sensorik als Wearable

Heutzutage immer mehr im Kommen ist das Thema Wearables. Im Konsumenten-Bereich schon allgegenwärtig mit Smartwatches usw., ist es für den Industrie-Bereich noch nicht so verbreitet.

Welche Arten von Wearables gibt es?

Grundsätzlich kann man folgende Arten unterscheiden:

  • Exosklett
  • Tragbare Sensorik in Shirts
  • Armband-Uhren

Was kann beispielsweise detektiert werden?

Beispiele für den Einsatz von Wearables sind Detektion von:

  • Bewegungsmustern
  • Ergonomie des Arbeitsplatzes

Referenzen & weiterführende Literatur

1 Überblick Sensorik / VDMA Werkzeugkasten 05.03.2021

2 Druck - & Temperatur-Messung 05.03.2021

3 Durchfluss-Messung 06.03.2021

4 Druck-Messung 25.02.2021

5 Druck-Messung 25.02.2021

6 Kraftmessung 25.02.2021

7 Akustik-/Schall-Messung 08.03.2021

8 Schwingungs-Messung 08.03.2021

9 Schwingungs-Messung 08.03.2021

10 Wearables 08.04.2021


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Carina Hambrock

Carina Hambrock ist Technikerin und begeistert von Digitalisierung in den unterschiedlichen Facetten. Sie liebt es, neue Techniken und Technologien genauso wie auch neue Menschen und Sichtweisen kennenzulernen. Sie ist Herausgeber von my-digital-revolution.com und vernetzt dort praktisches Wissen von sich selbst und anderen , um möglichst alle zum Verständnis und zur erfolgreichen Umsetzung von Digitalisierung und digitaler Revolution zu befähigen.


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