Anhand der Prüfungen wollten die chinesischen Forscher herausfinden, welches Messdatenerfassungsgerät am besten für die Überwachung und Analyse von Materialermüdung geeignet ist. Die konkrete Anwendung bestand darin, den potenziellen Ausfall kritischer mechanischer Bauteile - wie Lenkung oder Achsen - am neu entwickelten Hochgeschwindigkeitszug CHRIII zu ermittlen. CHRIII wird eine Höchstgeschwindigkeit von 350 km/h erreichen.

Ziel ist die Ausstattung des neuen Hochgeschwindigkeitszugs mit einem eDAQ-Messverstärkersystem gleich zu Beginn der Montage, um über die Betriebsdauer des Zuges Daten für eine kontinuierliche Zustandsüberwachung sammeln zu können. Die Gerätespezifikation forderte einwandfreies Funktionieren unabhängig von Wetter- und Einsatzbedingungen.

Spezifikationsgemäß sollte der geprüfte Zug mit zwei oder drei eDAQ-Geräten mit 32 Kanälen pro Einheit ausgestattet werden, zur Verwendung mit verschiedensten Eingängen, hauptsächlich jedoch Dehnungsmessstreifen, Weg- und Drucküberwachung.

Prüfbedingungen für die Messverstärker

Die Prüfungen wurden mit Geräten von sechs Lieferanten, darunter auch HBM, durchgeführt. Zunächst war die Ausgangsposition von HBM nicht sehr günstig, da der Kunde uns nicht kannte und wir ihn, im Gegensatz zu einigen der anderen Lieferanten, noch nicht mit Messdatenerfassungsgeräten ausgestattet hatten.

Die Prüfbedingungen waren jedoch weitaus härter als in vorherigen Tests. Zu den speziellen Anforderungen, die die Geräte zu erfüllen hatten, gehörte die Platzierung der Sensoren unter dem Zug, wo sie ohne Überprüfung viele Tage lang funktionieren sollten. Zu den Umgebungsbedingungen gehörten Temperaturbereiche von -20 °C bis +60 °C bei starken Schwingungen, Feuchtigkeit und Staub sowie elektrische und magnetische Störungen.

Eis und Schnee unter dem Zug: Die Tests wurden unter harten Umgebungsbedingungen durchgeführt
SoMat eDAQ Messverstärker im Einsatz am Hochgeschwindigkeitszug

Integriertes System

Das ausgewählte HBM-System umfasste das SoMat eDAQ, in Kombination mit einem SoMat eDAQ-Kommunikations-Layer für das Fahrzeugbussystem (ECOM) und dem SoMat eDAQ-Layer für DMS (EBRG), um ein umfassendes und robustes integriertes System zur Verfügung zu stellen.

SoMat eDAQ von HBM ist speziell als robustes, mobiles Messdatenerfassungssystem entwickelt worden. Es bietet Signalverarbeitung der Spitzenklasse und eine breite Palette an Möglichkeiten der Datenverarbeitung im Fahrzeug, des Triggerns, der intelligenten Datenspeicherung und des Durchführens komplexer Berechnungen. Es kann sowohl als drahtgebundes als auch als drahtloses System eingesetzt werden, da es Ethernet-Anbindung und einen eigenen Web-Server bietet. Eine PC-Software zum Starten/Stoppen der Prüfungen oder Hochladen der Daten ist nicht erforderlich.

Das SoMat eDAQ-Kommunikations-Layer für das Fahrzeugbussystem (ECOM) ergänzt das eDAQ durch drei CAN-Geräteschnittstellen, ein Fahrzeugbus-Modul (VBM) und einen GPS-Kommunikationsanschluss. Das ECOM wird dadurch äußerst vielseitig, da es eine direkte Korrelation zwischen Fahrzeugbuskanälen mit physikalischen Daten und GPS herstellt. Bis zu 254 Fahrzeugbuskanäle können pro Eingang aufgezeichnet werden, wodurch das eDAQ-System nahezu unbegrenzte Gesamtkanalzahlen erlaubt. Die Fahrzeugbuskanäle 'verbrauchen' keine analogen Eingänge, da alle 254 Kanäle direkt über einen einzigen Steckverbinder zugeführt werden.

Abschließend sei erwähnt, dass das SoMat eDAQ-Layer für Dehnungsmessstreifen (EBRG) über unabhängige Steckverbinder 16 Differential-Analog-Eingänge mit simultaner Abtastung bietet. Das EBRG arbeitet sowohl mit verstärkten als auch mit unverstärkten Aufnehmern, z.B. Dehnungsmessstreifen, Beschleunigungsmessern, Druckaufnehmern, Wägezellen und anderen allgemeinen analogen Signalen. Das EBRG bietet außerdem eine exzellente Verarbeitung von DMS-Signalen und unterstützt Viertel-, Halb- und Vollbrücken.

Qian Xu, Vertriebsingenieur bei HBM, berichtet: "Einer der Hauptgründe dafür, dass wir den Auftrag erhielten war die Möglichkeit mit dem robusten eDAQ alle Daten, auch unter schwierigsten Prüfbedingungen, zuverlässig zu erfassen."

Über den Kunden

Die Prüfungen wurden von der Jiaotong-Universität, Peking, durchgeführt, Betreiber der Züge ist jedoch die China CNR Corporation Limited (CNR). CNR bedient die Geschäftssegmente Auslegung, Herstellung, Modernisierung, Überholung und Wartung von Elektro- und Diesellokomotiven, Personen- und Güterwaggons, Elektro- und Dieseltriebwagen, Triebmotoren und Eisenbahnwagen. CNR liefert mehr als die Hälfte der 500.000 Lokomotiven und Eisenbahnwagen, die von der Chinesischen Bahn auf über 70.000 Kilometern betrieben werden.

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