Wirkungsweise und Berechnung von Meßwertaufnehmern auf Wirbelstrombasis zur berührungsfreien Wegmessung

Bei der Schwingungsüberwachung an Maschinen werden berührungslose Meßverfahren mit kapazitiven und induktiven Aufnehmern angewendet. Das problemlosere Verfahren in bezug auf Verschmutzungen ist das induktive. Als Maß für die Änderung des durch die Montage festgelegten Abstandes des Meßobjekts von der Spule wird üblicherweise die Impedanzänderung gewählt. Zwei Effekte beeinflussen die Impedanz der Spule, der magnetostatische — bei magnetischen Materialien — und der Wirbelstrom-Effekt. Bei magnetischen Metallen sind die Wirkungen dieser beiden Effekte auf die Impedanz gegenläufig, so daß Schwierigkeiten in der Interpretation des gemessenen Signals auftreten; darüber hinaus treten starke NichtLinearitäten auf. Um beide Nachteile zu umgehen, wird die Spulengüte als Bemessensgrundlage für die Abstandsänderung herangezogen. Sie weist gute Linearitätseigenschaften über einen großen Abstandsbereich auf und gleichsinniges Verhalten von magnetostatischem und Wirbelstromeffekt. Mit Hilfe eines vereinfachten Modells wird die Spulengüte für nichtmagnetische Werkstoffe berechnet und an Modell-Prüfkörpern getestet. Auch das Problem des Temperatur-Einflusses auf die Messung wird kurz diskutiert.