Pagina 8 van: Aandrijftechniek – nummer 6 – 2017
www.AT-aandrijftechniek.nl SEPTEMBER 2017 AT AANDRIJFTECHNIEK8
Lagers met optische sensoren
openen nieuwe perspectieven
Tijdens een aantal seminars bespraken Georgo Angelis en Eric van Genuch-
ten van SKF in Nieuwegein de werking en toepassingsmogelijkheden van
lagers die zijn voorzien van glasvezels als optische sensoren. Maar behalve
technische hoogstandjes betekenen ze voor het bedrijf ook nieuwe moge-
lijkheden voor data-acquisitie en -distributie en zelfs voor nieuwe business-
modellen.
[tekst] Ad Spijkers [foto’s] SKF Benelux, Nieuwegein
meer rekstrookjes, piëzo-elementen, ca-
pacitieve, inductieve, optische sensoren,
enzovoorts.
Optische vezels in lagers
In 2009 is het SKF Engineering & Research
Centre begonnen met de ontwikkeling
van lagers met ingebouwde optische ve-
zels. In 2011 is een aantal lagers geleverd
voor pompen op de zeebodem. In deze
applicatie was de signaaloverdracht over
lange afstanden een voordeel. In 2012 is
het project afgerond maar werd het be-
treffende olieveld verkocht en de pompen
zijn nooit geïnstalleerd. Intussen was wel
bewezen dat het principe werkte.
In 2014 is SKF met nieuwe ontwikkelpro-
jecten begonnen. In 2016 zijn proefprojec-
ten gestart voor maritieme toepassingen
en voor jacking-systemen. Ruim een jaar
later is de nodige ervaring opgedaan, ook
met businessmodellen. Het concern heeft
al besloten dat het de lagers met optische
vezels gaat aanbieden voor kritische on-
derdelen van systemen, bijvoorbeeld
pompen en compressoren in raffinade-
rijen en koelsystemen in energiecentrales.
Een lager met glasvezel voor uw wasma-
chine of cv-ketel wordt te prijzig.
Het principe is betrekkelijk eenvoudig. Er
wordt gebruikt gemaakt van glasvezels
die op grote schaal toepassing vinden in
de telecommunicatie. Aan het begin van
de glasvezel wordt een lichtpuls met een
breedte van ongeveer 40 nm de dunne
optische geleider ingestuurd. Om precies
te zijn ligt de golflengte tussen 1530 nm
en 1570 nm. De vezel heeft een glaskern
van 9 µm en wordt omringd door een gla-
zen mantel van 125 µm doorsnede met
een hogere brekingsindex. Het licht wordt
op het grensvlak van beide glasdelen op
en neer gekaatst. Door de kale kern te be-
lichten met uv-licht verandert lokaal per-
manent de kristallatiegraad van het glas
en daarmee de brekingsindex van de
kern. Het gevolg hiervan is ‘grating’, het
creëren van poortjes van lokaal aangepast
glas. De maat van de afstand tussen de
verschillende poortjes bepaalt de golf-
lengtereflectie. Als de vezel wordt uitge-
rekt, verandert de afstand tussen de
poortjes en daarmee de karakteristiek van
de reflectie, bijvoorbeeld van 1560 nm
naar 1561 nm. Deze kleine golflengtever-
andering, die afhankelijk is van de hoe-
veelheid rek, is te detecteren.
Twintig sensoren, één kabel
De kunst is te onderscheiden welk signaal
(teruggekaatste golflengte) bij welke sen-
sor hoort. De gratings die in de kabel wor-
den aangebracht, resulteren alle in een
bepaalde golflengte. Tussen 1530 nm en
1570 nm passen ongeveer twintig ver-
schillende golflengtes die door de glasve-
SKF heeft al enkele decennia ervaring
met het toepassen van sensoren in en
rond lagers ten behoeve van conditie-
bewaking. Daarbij gaat het vooral om
sensoren die temperaturen, toerentallen
en posities bepalen, ondermeer in rail-
voertuigen. De sensoren worden gebruikt
voor conditiebewaking, maar ook voor de
aansturing van de commutatie van elek-
tromotoren.
Ook heeft het concern veel ervaring met
load sensing in ondermeer de automotive
sector. Het bedrijf heeft inmiddels veel
verschillende typen sensorlagers in de ca-
talogus dan wel ontwikkeld op speciaal
verzoek van klanten, op basis van onder
De lagers met optische sensoren zijn ook beproefd in jacking-systemen voor de offshore-industrie.
08-09-10-11-12_skf.indd 8 21-09-17 08:57