Nieuwe dynamische inclinometer

Een efficiënt en veilig gebruik van machines en installaties vraagt in veel gevallen om een betrouwbare en continue hoekmeting. Trillingen en schokken gedurende normaal bedrijf kunnen echter roet in het eten gooien en de gemeten waarden beïnvloeden. Traditioneel wordt dit opgelost door de toepassing van speciale filters of extra sensoren. DIS Sensors uit Soest kondigt echter een beduidend goedkopere oplossing aan voor het aansturen en monitoren van machines en installaties onder dynamische omstandigheden: de nieuwe dynamische inclinometer. 

Wat is de uitdaging?
Alle delen van iedere machine zijn continu in beweging als gevolg van bedieners commando’s en externe factoren. Of het nu om een kraan, een vorkheftruck, een hoogwerker of een landbouwmachine gaat. In het ideale geval ontvangt het besturingssysteem realtime, zuivere en betrouwbare hoekinformatie om de exacte geometrie op dat moment te bepalen. In dat geval kan het systeem de bewegingscommando’s van de bediener op de juiste manier interpreteren en zo bijdragen aan een veilige werking of zelfs de gerealiseerde werkzaamheden berekenen. Bijvoorbeeld de hoeveelheid verzette grond.

Voor het genereren van deze informatie wordt in de meeste gevallen een inclinometer (1, 2 of 3 assen) toegepast die onder andere een versnellingsmeter bevat. Deze meet de versnellingen van de G-kracht in relatie tot de zwaartekracht als een eenduidige referentierichting; zowel bij een bewegende als een stilstaande sensor.

Verstoringen elimineren
Tot zover de ideale situatie. De praktijk leert echter dat het signaal van de inclinometer kan worden verstoord. Bijvoorbeeld wanneer het betreffende object bloot staat aan onderbroken schokken of trillingen zoals dit aan de orde is bij de arm van een mobiele graafmachine. Deze niet-functionele trillingen veroorzaken pieken in het hoeksignaal waardoor het besturingssysteem uiteindelijk een onbetrouwbaar signaal ontvangt.

Om dit op te lossen worden deze pieken traditioneel afgevlakt middels filteralgoritmes in het besturingssysteem. Daarnaast kunnen aanvullende sensoren een oplossing bieden zoals traagheidssensoren in de vorm van gyroscopen. Ook deze sensoren kunnen informatie over de hoek geven, maar uitsluitend in bewegende systemen. Hoewel gyroscopische metingen geschikt zijn om de verstoorde waarde van een inclinometer te compenseren, zijn er ook nadelen: iedere extra sensor en filter vertraagt het besturingssysteem en verhoogt de productie- en onderhoudskosten.

De DIS dynamische inclinometer – eenvoudig een zuiver signaal
Met de komst van de betaalbare MEMS (Micro-Electrical-Mechanical Systems) technologie, gecombineerd met slimme software algoritmes, is het nu echter wél mogelijk om een enkelvoudige sensormodule te ontwikkelen die bovenstaande problematiek oplost.

Als wereldwijd opererend specialist in sensoren richtte DIS Sensors zich dan ook op deze doorbraak en ontwikkelde een volledig nieuw hardware platform dat gebaseerd is op de MEMS chip. In deze dynamische inclinometer is een versnellingsopnemer gecombineerd met een simultaan op drie assen vertraagde hoekmeting. De hoek die aan het besturingssysteem wordt doorgegeven als een separaat, CANopen object per as, is hierdoor gyro-gecompenseerd en hiermee zuiver en vrij van de invloed van verstorende trillingen en schokken.

De krachtige geïntegreerde controller die alle in- en uitgaande signalen verwerkt is af te stemmen op de specifieke applicatie. Hiervoor zijn voorgedefinieerde profielen beschikbaar evenals een gebruikersvriendelijke configuratietool. De afmetingen van deze sensor zijn identiek aan de populaire DIS QG65 range.