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Temperaturfühler

Der Sensor aus Plastik: Jumo setzt erfolgreiche Projekte mit Kunststoffsensorik um

| Redakteur: Dominik Stephan

Mit Temperaturfühlern aus Kunststoff gelang dem Messtechnikspezialisten Jumo vor etwa einem Jahr ein Überraschungserfolg: Spannungs- und vibrationsfest sowie absolut wasserdicht überzeugen die Sensoren besonders durch die einzigartige Formfreiheit, die das Synthetikmaterial möglich macht. Jetzt unterstreichen Kundenprojekte das Pontenzial der Technologie…

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Ein Beispiel eines Plastosens-Sensors für Digitale Freiform Multisensorik.
Ein Beispiel eines Plastosens-Sensors für Digitale Freiform Multisensorik.
(Bild: Jumo)

Wer wissen wollte, wie es um die Temperatur in der Wicklung eines Elektromotors bestellt ist, greift üblicherweise auf in Isolierschläuchen verbaute Sensoren zurück. Doch dabei kommt es häufig zu einer mangelnden Dichtigkeit und der Sensor ist stets bruchgefährdet. Auch die vergleichsweise geringe Spannungsfestigkeit kann zum Problem werden. In Zusammenarbeit mit namhaften Herstellern haben deswegen die Mess- und Sensor-Spezialisten von Jumo den Plastosens T-Fühler entwickelt, der als Spritzgussteil aus verschiedenen Hochleistungs-Thermoplasten gefertigt wird.

Der Fühler ist in Temperaturbereichen zwischen -40 und +200 °C einsetzbar, kann problemlos in die Motorwicklung eingeklebt werden und hat eine Impulsspannungsfestigkeit von bis zu 8 kV, erklärt der Hersteller. Ein weiteres Plus: Die Stoßfestigkeit von über 100 g. Der Plastosens kann daher als normkonformer Messfühler gemäß DIN EN 61800-5-1:11-2017 eingesetzt werden. Und nicht nur das: Durch die Gestaltung als Spritzgussteil sind nahezu beliebige Formen möglich, erklären die Entwickler. Durch den Einsatz von Spezialkunststoffen kann dabei eine vergleichbare Wärmeleitfähigkeit wie bei Metall erzielt werden. Aktuell sind ein Fühler mit einer Isolationsfestigkeit von 5 kV für den Einsatz in Transformatoren, vibrationsfeste Einsteckfühler für Öl und ein wasser- und dampfdichter Fühler für Sterilisationsanwendungen in der Entwicklung.

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Saubere Sache dank Freiformsensor

Saubere Sache: Auch in Industriewaschmaschinen kann die Technologie ihre Stärken ausspielen: Zur Messung der Oberflächentemperatur wurde ein Fühler designt, der in der Produktion des Kunden automatisch bestückt werden kann und für ein Roboter-Handling optimiert ist. Zum Einsatz kommt hier ein Materialmix aus einem wärmeleitenden und einem nicht-wärmeleitenden Kunststoff, die absolut fest miteinander verbunden sind. Diese Vielseitigkeit bei der Auswahl geeigneter Materialien ist ein grundsätzlicher Vorsprung gegenüber den üblichen Metallkonstruktionen, ist man sich bei Jumo sicher. Durch den Zusatz verschiedener Additive, wie z. B. Glasfasern oder ein UV-Schutz, kann die Stabilität der Temperaturfühler verbessert werden.

Zur Messung der Trocknertemperatur wurde ein kosten- und montagefreundlicher Fühler mit zwei Sensoren entwickelt, der über eine besonders gute Wärmeleitfähigkeit verfügt und deshalb extrem schnell anspricht. Als Sensoren kommen in diesem Fühler zwei NTC Glasdioden der Bauform DO-35 zum Einsatz, die ebenso wie Platindünnschichtsensoren und weitere Varianten im Spritzgussverfahren verwendet werden können.

Ein Sensorbaukasten für jeden Einsatz

Doch die Temperaturfühler aus Kunststoff können noch mehr, ist man sich in Fulda sicher: In Zukunft soll ein Modulbaukasten, in dem Sensorik für verschiedene Messgrößen wie etwa Temperatur, Feuchtigkeit, Druck oder Kraft in einem Kunststoffgehäuse verbaut werden kann, nahezu unendliche Möglichkeiten für die unterschiedlichsten Einbausituationen bieten. Dabei versorgen sich die Module mittels Energie-Harvesting selbst mit Energie. Die Sensorsignale werden drahtlos durch eine Bluetooth-Schnittstelle übertragen. Bis zu 16 solcher Sensormodule können dann mit einem Gateway-Empfänger verbunden werden.

Als erste Entwicklung mit dieser Technologie ist aktuell die Erweiterung der bestehenden Plastosens T04-Rohranlegefühler um ein DFM-Modul in Vorbereitung. Jeweils bis zu drei Rohranlegefühler könnten dann ohne Hilfsenergie mit einem Modul betrieben werden, welches die Messsignale drahtlos überträgt.

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