Meettechnici van de Universität des Saarlandes in Saarbrücken hebben in samenwerking met partners een proces ontwikkeld, waarmee ze de kwaliteit van smeer- en hydraulische oliën en ook andere vloeistoffen tijdens bedrijf kunnen bewaken. Het kleine sensorsysteem kan mobiel worden gebruikt maar ook eenvoudig in industriële installaties, windturbines en machines worden ingebouwd. Het meet op een optische manier de chemische toestand en de partikelbelasting van de olie en voorspelt daarmee, wanneer olieverversing nodig is.
Als olie te laat wordt ververst, dreigt schade. Dat geldt zowel bij auto’s als bij grote industriële installaties. Smeerolie moet wrijving en slijtage verminderen en warmlopen voorkomen, maar wordt door de aandrijving vervuild met metaalstof en partikels, terwijl de olie tijdens bedrijf ook oxideert. Ook dopes, die de smerende eigenschappen optimaliseren, zijn op een bepaald moment verzadigd. Op een zeker moment smeert de olie dan niet meer.
Het probleem is echter dat niet echt duidelijk is, wanneer olieverversing precies moet plaatsvinden. Van moeilijk bereikbare installaties, zoals windturbines op zee, kan een monster in een laboratorium uitgebreid worden getest op kwaliteit, maar dat is kostbaar en tijdrovend. Vaak wordt kwalitatief nog goede olie onnodig ververst, wat zorgt voor hoge kosten voor de exploitant en het milieu.
Olieverversing voorspellen
Technici van het Zentrum für Mechatronik und Automatisierungstechnik (ZeMA) van de Universität des Saarlandes hebben, samen met partners van hogescholen en industrie, een meetsysteem ontwikkeld dat in de installatie zelf kan worden ingebouwd en tijdens bedrijf de olieveroudering kan meten en bewaken. De data uit het meetsysteem worden radiografisch verstuurd, zodat deze onafhankelijk van de plaats van de installatie kunnen worden geëvalueerd.
Het systeem is ook mobiel te gebruiken; de technici hebben een kleine meetkoffer gemaakt. Hierin zit alles om de olie ter plaatste te controleren: van de meetcel waar de olie doorloopt tot aan de weergave-apparatuur. Met de meetsystemen kunnen dreigende schades vroegtijdig worden herkend en voorkomen. Onderhoudswerkzaamheden kunnen voorspellend worden gepland.
Meetprincipe
Bij het proces wordt de vloeistof doorgelicht: eerst met een laserdiode, waarbij partikels in de olie of vloeistof het licht verstrooien. Elke soort partikels verstrooit het licht anders; sommige verstrooien meer, andere minder licht in willekeurige richtingen. Het verstrooien wordt door fotodioden opgenomen en deze signalen worden geëvalueerd. Hierbij kan onderscheid worden gemaakt tussen metaaldeeltjes, andere soorten partikels en luchtbellen. Ook kan van elk de concentratie worden bepaald.
Bovendien wordt de vloeistof die door het meetsysteem stroomt, belicht met infrarood licht en worden de stralen die doordringen, opgevangen. Hieruit kunnen conclusies worden getrokken over de chemische toestand van de olie. Als de olie chemisch is veranderd, verandert ook het opgevangen lichtspectrum. Op deze manier kan ook worden vastgesteld, of er water in het systeem is binnengedrongen.
Samenwerkingsverband
De technici in Saarbrücken ontwikkelden het proces in meerdere onderzoeksprojecten, onder andere in de projecten FluidSens en NaMiFlu, waaraan ook partners uit wetenschap en bedrijfsleven deelnamen, waaronder Hydac Electronic en EADS Deutschland (Innovation Works).
Er werd vooral onderzoek gedaan aan de nano-gestructureerde oppervlakken van de microsensoren, om de optische en mechanische eigenschappen te optimaliseren en ze aan te passen aan bijvoorbeeld hoge drukken. Het het proces wordt nu verder ontwikkeld voor de markt.
De onderzoeken worden gesubsidieerd door het Bundesministerium für Bildung und Forschung, het Saarländische Ministerium für Wirtschaft und Wissenschaft en het Europees Fonds voor regionale ontwikkeling.
