Onderzoekers van de Purdue University hebben, in samenwerking met de US Air Force, mini draadloze sensoren voor lagerbewaking ontwikkeld. De micro-elektromechanische systemen (MEMS) zijn sterk genoeg om onder de zware omstandigheden binnen in straalmotoren te detecteren, wanneer belangrijke lagers beginnen te slijten. Hiermee voorkomen ze het uitvallen van lagers en zware schade aan motoren.
De MEMS-componenten hebben geen batterijen nodig en versturen de temperatuurwaarden draadloos. De energievoorziening gaat door inductieve koppeling, waarbij spoelen worden gebruikt voor energieopwekking. De belangrijkste innovatie is de minimalisering en het ontwerp van de MEMS-sensor,wat plaatsing mogelijk maakt zonder het lager te beïnvloeden. De data geven niet alleen een indicatie van naderende uitval maar ook hoe lang het nog duurt tot de uitval.
De onderzoekers hebben aangetoond dat de nieuwe sensoren door detectie van temperatuurstijging dreigende lagerschades aanmerkelijk vroeger kunnen detecteren dan conventionele sensoren. De sensoren kunnen binnen een aantal jaren in de militaire luchtvaart worden gebruikt bij straaljagers en helikopters. De technologie heeft ook potentiële toepassingsmogelijkheden in commerciële producten zoals burgervliegtuigen en auto’s.
Uitbreiding
Het werk is een uitbreiding op eerder onderzoek naar sensoren om de temperatuur in kritische lagers in communicatiesatellieten te meten. Temperatuurbewaking is een belangrijk onderwerp voor ruimtevaart toepassingen, waaronder vliegwiellagers voor bewaking van de satellietpositie. De vliegwielen zijn gelagerd in twee lagers. Als de vluchtleiding weet dat de lagers versleten raken, kunnen ze de unit uitschakelen en overschakelen op een backup. Het komt echter voor dat de vluchtleiding geen indicatie krijgt van een onmiddellijke lagerstoring. Hierdoor stopt het gyrostatisch wiel plotseling, waardoor de satelliet uit positie geraakt. Het kost veel moeite en brandstof om hem weer in de juiste positie te krijgen en vaak mislukt deze inspanning.
De onderzoekers uit Perdue ontvingen een budget van de US Air Force in 2006 om het onderzoek uit te breiden naar toepasing een onder hoge temperaturen in straalmotoren. De huidige sensortechniek kan temperaturen aan tot 210°C maar een militaire toepassing vraagt een bereik tot ongeveer 300°C. Tegelijkertijd moesten de onderzoekers het formaat nog verder verkleinen.
