Sensoren

Alles eine Frage der Wahrnehmung

Von Folker Lück · 2016

Ein Kernelement der Automatisierungstechnik sind Sensoren. Im Zuge der fortschreitenden Digitalisierung können sie den effizienten Betrieb und die Sicherheit in industriellen Anlagen, in der Energieversorgung oder auch im medizinischen Bereich massiv verbessern.

 Detailaufnahme von Lichtstrahl

Einen der ältesten Sensoren nennt fast jeder sein Eigen: Das Thermometer! Schon seit der Antike war den Menschen der Zusammenhang der Wärmeausdehnung von Luft bekannt. Das heute noch gebräuchliche Messinstrument ließ dennoch auf sich warten: Den ersten Vorschlag für eine leicht ablesbare Temperaturskala machte im Jahr 1724 der in Danzig geborenen Physiker Daniel Gabriel Fahrenheit.

Zu den rein mechanischen Sensoren hat sich im Laufe der Industrialisierung eine Vielzahl weitaus komplexerer Messfühler hinzugesellt, beispielsweise piezoelektrische Sensoren wie etwa Beschleunigungssensoren, deren miniaturisierte Nachfahren auf Silizium-Basis heute in unseren Smartphones wirken. Auch ein Airbag würde uns ohne Bewegungssensor nicht schützen. Ein Mikrofon ist indes nichts anderes als ein Sensor für den Schallwechseldruck. CCD-Sensoren sind lichtempfindliche elektronische Bauelemente, die unter anderem in vielen Digitalkameras dazu beitragen, dass wir gestochen scharfen Aufnahmen erstellen können.

Selbst virtuelle Sensoren sind heutzutage im Einsatz: Nicht physisch existent, wirken sie innerhalb von Softwarelösungen. Hier berechnen sie mit Hilfe eines empirisch erlernten oder physikalischen Modells Werte, die mit Hilfe realer Sensoren nicht oder nur mit großem Aufwand messbar wären – etwa, weil sie aufgrund extremer Hitze oder anderer Störeinflüsse nicht zuverlässig arbeiten könnten oder zu schnell verschleißen würden.

Sensoren: Vorausschauende Reaktion

Das IoT-Zeitalter verändert zwar nicht zwangsläufig die eigentliche Messleistung von Sensoren, macht diese aber viel effizienter nutzbar. Ein Beispiel: Ein namhafter Hersteller spezieller Wärmepumpen schickte bisher seine Wartungstechniker zu regelmäßigen Inspektionen quer durch das Land. Diese Inspektionen erfolgten selbst dann, wenn die Geräte kaum in Betrieb waren, während andererseits immer wieder technische Schwierigkeiten trotz kurz zuvor erfolgter Inspektion auftraten. Das kostete viel Geld, machte die Kunden nicht glücklich und nagte am guten Ruf des Herstellers.

Mit Hilfe der ohnehin vorhandenen Sensoren, die jetzt aber vernetzt arbeiten und zentral überprüft werden, erfolgt heute eine wesentlich flexiblere und effizientere Kontrolle. Technische Störungen sind jetzt uneingeschränkt vorhersehbar, weil selbst geringe Abweichungen sofort registriert werden. So kann ein Techniker bereits vor dem Eintreten eines Problems anreisen und Verschleißteile tauschen. Dort, wo ein Gerät nur wenig genutzt wird und entsprechend langsamer abnutzt, ist eine Dehnung der Wartungszyklen möglich. 

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