Trycksensorer för maskinintegration och tuffa miljöer (fiberoptik)

Energieffektiva och driftsäkra maskiner är grundläggande för industriell konkurrenskraft och hållbarhet. Avancerad övervakning av utrustningens tillstånd är avgörande.

Optiska fibersensorer används allt mer för tillståndsövervakning av maskiner eftersom dessa sensorer ofta är mycket små och kan integreras i strukturer som lager, pumpar och borrhål med minimal påverkan på materialet och miljö.

I synnerhet är fiber Bragg gitter (FBG) en mogen och etablerad teknik inom industrin. Dessa sensorer används som termometrar och töjningsmätare vid maskinövervakning, men de är dåligt anpassade för att mäta yttre tryck.

I detta projekt (PRINTS) utvecklades vi multiplexerbara och noggranna fiberoptiska trycksensorer baserade på fiber Bragg gitter-teknik, samma underliggande teknik som vanligtvis används av fiberoptiska töjnings- och temperatursensorer.

Det faktum att denna nya trycksensor kan installeras längs samma optiska fiber och läsas av med samma avläsningsutrustning som dess motsvarighet till töjning och temperatur är en viktig fördel, eftersom det möjliggör övervakning av ytterligare parametrar utan ytterligare kostnader. Den primära tillämpningen är tillståndsövervakning av pumpar och liknande maskiner.

Projektkonsortiet består av:

• RISE, koordinator och expert inom fiberoptisk sensorteknik,
• SKF, leverantör av lager och maskiner med integrerade sensorer,
• Proximion, utvecklar och tillverkar fiber Bragg gitter och industriella sensorlösningar, samt
• Svensk Kärnbränslehantering (SKB), en slutanvändare med behov av stabil långvarig övervakning i borrhål.

Den primära tillämpningen i projektet var hälsoövervakning av pumpar och liknande maskiner, en tryckgivarprototyp utvecklades med målsättningen att validera den för maskinintegration av SKF. Projektet studerade också tillämpningar för borrhålsövervakning. 

Den fiberoptiska lösningen möjliggör där många sensorer längs en fiber och lång drifttid i tuff miljö. I denna tillämpning är tidshorisonten längre och projektet utvärderar användningen av sensorerna i borrhålens krävande och hårda miljö snarare än att utveckla en avancerad prototyp för tryckövervakning.

Projektet drevs inom Strategiska innovationsprogrammet "Smartare Elektroniksystem", en gemensam satsning av Vinnova, Formas och Energimyndigheten.