Temperatursensoren in der Maschinenüberwachung verstehen
Definition: Was ist ein Temperatursensor?
Temperatursensor Im Kontext der Maschinenüberwachung ist ein Gerät, das die Temperatur von Lagern, Motoren, Prozessflüssigkeiten oder Geräteoberflächen misst und wichtige Informationen zur Erkennung von Überhitzung, Schmierproblemen, übermäßiger Reibung und abnormalen Betriebsbedingungen liefert. Während Vibration Durch die Überwachung werden mechanische Defekte erkannt, die Temperaturüberwachung liefert ergänzende Informationen zum thermischen Zustand, wodurch die Kombination aus Vibration und Temperatur wirkungsvoller ist als jede Komponente allein.
Temperatursensoren sind ein wesentlicher Bestandteil umfassender Zustandsüberwachungsprogramme, da vielen Maschinenausfällen Temperaturanstiege vorausgehen – Lagerausfälle durch Reibung, Motorwicklungsausfälle durch Überlastung, Dichtungsausfälle durch Reibung. Eine frühzeitige Erkennung durch Temperaturverlauf ermöglicht ein Eingreifen, bevor es zu katastrophalen Ausfällen kommt.
Gängige Maschinentypen
1. RTD (Widerstandstemperaturfühler)
Am genauesten und stabilsten:
- Prinzip: Der Widerstand von Platindrähten ändert sich mit der Temperatur
- Gängige Typen: Pt100 (100 Ω bei 0 °C), Pt1000
- Genauigkeit: ±0,1–0,5 °C typisch
- Reichweite: -200 bis +600 °C
- Stabilität: Ausgezeichnete Langzeit
- Kosten: Mäßig bis hoch
- Anwendungen: Kritische Lagerüberwachung, Präzisionsmessungen
2. Thermoelement
Große Reichweite und Robustheit:
- Prinzip: Die Verbindung unterschiedlicher Metalle erzeugt eine Spannung, die proportional zur Temperatur ist
- Typen: Typ K (am häufigsten), Typ J, Typ T, Typ E
- Genauigkeit: ±1–3 °C typisch
- Reichweite: -200 bis +1300°C (typabhängig)
- Kosten: Niedrig
- Anwendungen: Hochtemperaturüberwachung, Abgas, Öfen
3. Thermistor
- Prinzip: Halbleiterwiderstand stark temperaturempfindlich
- Empfindlichkeit: Sehr hoch (große Widerstandsänderung pro °C)
- Genauigkeit: ±0,1–1 °C
- Reichweite: Begrenzt (typischerweise -50 bis +150 °C)
- Kosten: Niedrig
- Anwendungen: Verbrauchergeräte, einige Industriegeräte
4. Infrarot (berührungslos)
- Prinzip: Erkennt Wärmestrahlung von Oberflächen
- Vorteil: Kein Kontakt erforderlich
- Reichweite: -50 bis +1000°C+
- Genauigkeit: ±2-5% des Messwerts
- Anwendungen: Stichprobenkontrollen, Wärmebilduntersuchungen
Überwachung der Lagertemperatur
Messorte
- Eingebettet in das Lagergehäuse (in der Nähe des Lageraußenrings)
- Anbaumontage am Lagerdeckel
- Im Ölablass (für ölgeschmierte Lager)
- Mehrere Standorte für große Lager
Normale Temperaturbereiche
- Umgebungstemperatur +20-40°C: Normale Betriebstemperatur
- Umgebungstemperatur + 50-60 °C: Akzeptables Maximum für die meisten Lager
- > Umgebungstemperatur + 70 °C: Zeigt ein Problem an, untersuchen
- > 90-100°C absolut: Alarmzustand für die meisten Lager
Trends und Alarme
- Ermitteln Sie die Basistemperatur für jedes Lager
- Alarm bei einem Anstieg von 10–15 °C vom Ausgangswert
- Alarm bei 20–25 °C Anstieg oder absolutem Grenzwert
- Auslösung (Abschaltung) bei 30-40°C Anstieg oder kritischer absoluter
Integration mit der Schwingungsüberwachung
Ergänzende Informationen
- Vibration: Erkennt mechanische Defekte frühzeitig
- Temperatur: Bestätigt den Schweregrad und weist auf Reibungs-/Schmierprobleme hin
- Zusammen: Zuverlässigere Diagnose als jede der beiden Methoden allein
Diagnosemuster
- Hohe Vibration + normale Temperatur: Mechanisches Problem (Unwucht, Fehlausrichtung)
- Hohe Vibration + hohe Temperatur: Lagerdefekt mit Reibung (fortgeschrittenes Stadium)
- Normale Vibration + hohe Temperatur: Schmierproblem, Ausrichtung verursacht Reibung
- Beides nimmt zu: Fortschreitender Lagerausfall
Bewährte Vorgehensweisen bei der Installation
Sensorplatzierung
- So nah wie möglich an der Wärmequelle (Lager)
- Guter thermischer Kontakt mit der Messoberfläche
- Vermeiden Sie Luftspalte (verwenden Sie bei Bedarf Wärmeleitpaste)
- Geschützt vor Schwankungen der Umgebungstemperatur
Verdrahtung
- Verwenden Sie den richtigen Kabeltyp für den Sensor (Ausgleichskabel für Thermoelemente).
- Vermeiden Sie das Laufen in der Nähe von Hochstrom- oder Hochspannungskabeln
- Ordnungsgemäße Terminierung und Verbindung
- Bei Bedarf abschirmen und erden
Anwendungen
Lagerüberwachung
- Früherkennung von Schmierung Probleme
- Lagerdefektbestätigung
- Überlasterkennung
- Häufigste Anwendung zur Temperaturüberwachung
Motorschutz
- Wicklungstemperatur (eingebaute RTDs)
- Lagertemperatur
- Rahmentemperatur
- Überlastung und Angemessenheit des Kühlsystems
Prozessausrüstung
- Pumpen (Lager-, Dichtungs-, Gehäusetemperaturen)
- Kompressoren (Austrittstemperatur, Lagerung)
- Getriebe (Ölsumpftemperatur)
Temperatursensoren sind unverzichtbare Ergänzungen zu Schwingungssensoren in umfassenden Maschinenüberwachungsprogrammen. Die Kombination aus Schwingungsanalyse zur Erkennung mechanischer Defekte und Temperaturüberwachung zur Bestätigung des thermischen Zustands, von Reibungsproblemen und der ausreichenden Schmierung ermöglicht eine umfassendere Beurteilung des Gerätezustands als jede Technologie allein und ermöglicht die frühzeitige Erkennung verschiedener Fehlerarten in rotierenden Geräten.