Arten von Schwingungssensoren zur Zustandsüberwachung
11.11.2025
Jede Maschine hat ihre eigene Schwingungssignatur, und Änderungen an den Schwingungen einer Maschine können auf potenzielle Fehler hinweisen. Verschiedene Arten von Schwingungssensoren, die an Motoren und anderen Geräten angebracht werden, können erkennen, wann und wie sich die Schwingungen einer Maschine ändern. Die Daten aus der Schwingungsüberwachung können analysiert und in Zeitscheiben dargestellt werden, um die Instandhaltungstechniker bei der Planung und Priorisierung ihrer Arbeit zu unterstützen.
Es gibt verschiedene Arten von Schwingungssensoren, die für verschiedene Anwendungen und Budgets geeignet sind.
Arten von Schwingungssensoren
Piezo-Schwingungssensoren
Piezoelektrische Schwingungssensoren (auch Piezo-Schwingungssensoren genannt) erfassen Veränderungen in Bezug auf physikalische Parameter oder Kräfte. Die einwirkende Kraft erzeugt eine elektrische Ladung, die dann in messbare elektrische Signale umgewandelt wird.
Piezo-Schwingungssensoren erfassen sehr genaue und zuverlässige Daten und eignen sich aufgrund ihrer Robustheit und Widerstandsfähigkeit auch für den Einsatz unter rauen Umgebungsbedingungen. Diese Eigenschaften machen sie sehr beliebt, wenn es um die Wahl industrieller Schwingungssensoren geht. So können sie unter anderem einen breiten Temperaturbereich abdecken.
Obwohl Piezo-Schwingungssensoren aufgrund ihrer Empfindlichkeit und ihrer geringen Größe ideal für viele industrielle Anwendungen sind, besteht ein Nachteil darin, dass sie mehr Strom verbrauchen können als andere Arten von Schwingungssensoren.
Schwingungssensoren mit Beschleunigungsmesser
Schwingungssensoren mit Beschleunigungsmesser sind ein weiterer sehr gängiger Typ von Schwingungssensoren. Ein Beschleunigungsmesser misst die auf ein Objekt einwirkenden Beschleunigungskräfte. Statische Kräfte, wie z. B. die Schwerkraft, wirken ständig auf Objekte. Dynamische Kräfte, wie Schwingungen, wirken mit unterschiedlicher Geschwindigkeit auf Objekte ein. Beschleunigungsmesser erzeugen elektrische Signale, die proportional zu den gemessenen Kräften sind.
Zudem gibt es verschiedene Arten von Beschleunigungsmessern mit unterschiedlichen Stärken und empfohlenen Anwendungen. Triaxiale Beschleunigungsmesser messen beispielsweise die Beschleunigung in drei orthogonalen Richtungen (d. h. drei Achsen). Aus diesem Grund können triaxiale Beschleunigungsmesser alle Schwingungskomponenten messen, die ein Objekt betreffen.
Wirbelstrom-Schwingungssensoren
Wirbelstromsensoren sind vielseitige berührungslose Geräte, die Verdrängungen nach dem Prinzip der Wirbelströme messen. Wirbelströme sind Stromschleifen innerhalb eines Leiters, die dadurch entstehen, dass der Leiter einem variablen Magnetfeld ausgesetzt wird. Wirbelstrom-Schwingungssensoren werden häufig zur Messung des Wellenversatzes eingesetzt. Diese Art von Fehlausrichtung ist eines der wichtigsten mechanischen Probleme, die die Schwingungsüberwachung erkennen kann. Wirbelstromsensoren eignen sich ideal für hochauflösende und hochdynamische Schwingungsmessungen.
Wenn Sie mehrere Wirbelstrom-Schwingungssensoren verwenden, achten Sie genau auf deren gegenseitigen Abstand. Bei einer zu großen räumlichen Nähe kann es zu gegenseitigen Störungen durch ihre elektromagnetischen Felder kommen, was die Messgenauigkeit beeinträchtigt. Eine Abschirmung der Sensoren ist möglich.
Optionen in Bezug auf drahtgebundene und drahtlose Schwingungssensoren
Jede Art von Schwingungssensor bietet unterschiedliche Vorteile. Drahtgebundene Schwingungssensoren können Schwingungsmessungen kontinuierlich aufzeichnen und übertragen. Im Gegensatz dazu übertragen drahtlose Schwingungssensoren in der Regel in regelmäßigen Abständen. In einigen Situationen macht diese Unterscheidung einen Unterschied. Drahtgebundene Sensoren können etwas teurer in der Installation sein, unter anderem wegen der erforderlichen Verkabelung. Außerdem können Kabelschäden dazu führen, dass drahtgebundene Sensoren nicht mehr reagieren. Es stehen jedoch auch viel mehr Daten für die Schwingungsanalyse zur Verfügung.
Drahtlose Schwingungssensoren in Verbindung mit Cloud-basierter Software ermöglichen den Zugriff auf Schwingungsdaten von jedem internetfähigen Gerät. Die Datenübertragungsgeschwindigkeiten können je nach Verbindung, Standort und anderen Faktoren variieren. Drahtlose Schwingungssensoren sind vergleichsweise kostengünstig zu installieren und hochgradig skalierbar. Drahtlose Sensoren können überall angebracht werden, ohne Kabel durch Wände, Böden und Decken führen zu müssen. Bei drahtgebundenen Sensoren sind die Möglichkeiten für die Anbringung eingeschränkt.
Die Vorteile und Nachteile beider Arten von Schwingungssensoren können durch die Kombination von drahtgebundenen und drahtlosen industriellen Schwingungssensoren effektiv ausgeglichen werden. Viele Instandhaltungssoftwaresysteme unterstützen die Integration verschiedener Arten von Schwingungssensoren, auch von unterschiedlichen Originalherstellern, in ein zentrales System.
Vorteile industrieller Schwingungssensoren
Rotierende Maschinen wie Gebläse, Lüfter und Pumpen eignen sich besonders gut für die Schwingungsüberwachung zur Erkennung und Diagnose von Störungen. Die Schwingungsüberwachung ist ein wirksames Mittel, um die vier häufigsten Maschinenstörungen zu erkennen: Fehlausrichtung, Unwucht, Spiel und Lagerverschleiß. Diese Fehler weisen charakteristische Merkmale auf, die in den Schwingungsdaten sichtbar werden.
Bei der Schwingungsüberwachung werden Sensoren und tragbare Schwingungsmessgeräte eingesetzt, um Schwingungsdaten im Maschinenbetrieb zu erfassen. So sollen Probleme erkannt werden, bevor sie sich zu schwerwiegenden Störungen entwickeln.
Industrielle Schwingungssensoren erfassen Änderungen der Amplitude, Frequenz und Intensität von Schwingungen. Normaler Verschleiß und andere Probleme können die Schwingungseigenschaften von Lagern, Rotoren, Wellen und anderen Maschinenteilen verändern.
Mithilfe von in Echtzeit erfassten Zustandsüberwachungsdaten, die von Schwingungssensoren erfasst werden, können Instandhaltungsteams kostspielige Produktionsausfälle minimieren und die Betriebszeit maximieren. Sie sind auch eine hervorragende Möglichkeit für den Aufbau eines Programms zur vorausschauenden Instandhaltung. Schwingungssensoren verringern zudem den Zeitaufwand für die Techniker beim Durchprüfen der einzelnen Maschinen. Wenn die Sensoren mit einer Software gekoppelt werden, können die Teams durch Benachrichtigungen mit maschinenspezifischen Parametern darüber informiert werden, wann eine Maschine ihre Aufmerksamkeit erfordert. Wenn die Teams in Echtzeit über den Zustand der Maschinen informiert werden, können sie ihre Zeit und Ressourcen auf jene Maschinen konzentrieren, die am dringendsten Aufmerksamkeit benötigen.
Auswählen der richtigen Art von Schwingungssensor
Viele Arten von Schwingungssensoren erfassen detaillierte Daten, mit deren Hilfe die Ursache für Veränderungen in den Schwingungsmustern ermittelt werden kann. Allerdings benötigt nicht jede Maschine einer Anlage einen Schwingungssensor – es ist wichtig, ein ausgewogenes Verhältnis zu finden und für jede Maschine je nach Kritikalität, Typ und Einsatzumgebung den optimalen Schwingungssensor auszuwählen.
Bei den für die Produktion wichtigsten Maschinen eines Werks kann eine ständige und umfassende Schwingungsüberwachung rund um die Uhr erforderlich sein. Andere Maschinentypen benötigen möglicherweise nur punktuelle Messungen der Schwingungen erforderlich, die in regelmäßigen Abständen – jedoch nicht kontinuierlich – durchgeführt werden.
Es gibt keinen „definitiv besten“ Schwingungssensor, da die optimale Wahl für eine bestimmte Maschine nicht unbedingt das Beste für andere Maschinen ist. Die Auswahl des passenden Schwingungssensors erfordert unter anderem Kenntnisse über den Maschinentyp, den Betriebskontext und die Fähigkeit des Sensors, die für Entscheidungen erforderlichen Daten zu liefern.
Möchten Sie mehr über die unterschiedlichen Arten von Schwingungssensoren erfahren? Sprechen Sie mit einem Spezialisten.