Bislang ist die Neigungsmessung aufgrund externer Kräfte mit Messfehlern behaftet. Ein neues Inertialmesssystem kombiniert nun erstmals konventionelle Beschleunigungssensoren, die auf Basis sogenannter MEMS-Sensoren arbeiten, mit Gyroskopen in einem einzigen Gerät. Stefan Horvatic, Leiter Produktmanagement Drehgeber, erklärt uns die Technologie hinter dem System, die Vorteile für den Anwender und zeigt auf, warum Pepperl+Fuchs mit dem neuen System nicht ganz, aber irgendwie doch alleine im Markt ist. 

Sie heben hervor, dass mit dem Inertialmesssystem F99-Fusion erstmals die fehlerfreie Neigungserfassung in dynamischen Anwendungen garantiert ist. Mit welchen Defiziten musste denn der Anwender bislang leben und wie eliminiert Ihr System diese?

Stefan Horvatic: Die beschleunigungsbasierten Messprinzipien konventioneller Neigungssensoren können physikalisch bedingt nicht zwischen Erdbeschleunigung und externer Beschleunigung unterscheiden. Da aber in dynamischen Applikationen neben der Erdanziehung auch externe Kräfte einwirken, zum Beispiel durch Anfahren, Abbremsen oder Fliehkräfte usw., entstehen Messfehler. Die F99-Fusion können nun externe Beschleunigungen kompensieren. Sie garantieren erstmals fehlerfreie Neigungsmessungen, was die Effizienz in Applikationen steigert und völlig neue Anwendungsmöglichkeiten eröffnet.  

Sind am Markt vergleichbare Produkte verfügbar oder ist Ihr System noch allein auf weiter Flur? 

Leider sind wir nicht ganz alleine. Allerdings sind bislang nur sehr wenige Firmen im Markt, die ein Produkt serienfreigegeben anbieten können. Zudem sind wir die einzigen, die neben der Neigungsinformation noch weitere Informationen ausgeben können, wie beispielsweise lineare Geschwindigkeit oder Gravitationsvektor, Euler-Winkel und Quaternionen sowie kundenseitig programmierbare Filter, mit denen sich die F99-Fusion perfekt an Applikationen anpassen lassen. In der Kombination aller Möglichkeiten sind wir allerdings alleine im Markt.

Können Sie das neue System kurz aus technischer Sicht erklären?

Der F99-Fusion kombiniert konventionelle Beschleunigungssensoren, die auf Basis sogenannter MEMS-Sensoren arbeiten, nun erstmals mit Gyroskopen in einem einzigen Gerät. Die so integrierten Sensorelemente messen jeweils in drei Achsen. Damit können alle Daten immer in X-, Y- und Z-Richtung erfasst werden. Das ermöglicht die Realisierung von 360°-Messungen. Wo also bisher für anspruchsvolle Anwendungen mehrere Geräte benötigt wurden, genügt nun ein einziger F99-Fusion. Entscheidend für das Erkennen und Filtern externer Beschleunigungskräfte ist allerdings der von Pepperl+Fuchs speziell entwickelte intelligente Sensor-Fusion-Algorithmus, der die sich ergänzenden Informationen der unterschiedlichen Sensorelemente miteinander verknüpft. So ist das System in der Lage, externe Beschleunigungen effektiv auszugleichen und dem Anwender auch bei dynamischer Bewegung präzise Neigungsdaten zu liefern – und zwar unabhängig davon, ob das System gerade bewegt, beschleunigt oder gebremst wird. Dies optimiert die Leistungsfähigkeit solcher Systeme, da ohne Zeitverlust gefilterte Messwerte exaktere und schnellere Bewegungsabläufe ermöglichen.

Und wo sehen Sie die Hauptanwendungsgebiete Ihres Systems?

Typische Anwendungsfelder sind Nutzfahrzeuge, vom Bagger der sich in unebenem Gelände bewegt bis zum stationären oder mobilen Kran. Wie etwa auch bei der Nivellierung mobiler Arbeitsbühnen gilt es hierbei vor allem kritische Neigungswinkel oder Beladungszustände zu überwachen. Bei Solarpanels beispielsweise kommt es auf die optimale Ausrichtung zur Sonne und bei Schiffen auf die gleichmäßige Beladung oder die Befüllung von Ballasttanks zur optimalen Gewichtsverteilung an.

Wo liegen Ihrer Meinung nach die wichtigsten Vorteile für den Anwender?

Zum einen in der präzise Neigungsmessung auch in Bewegung durch die Kompensation dynamischer Beschleunigung ohne Zeitverlust. Zum anderen sind die Ausgangswerte wähl- und die Filter für die optimale Anpassung in der Anwendung parametrierbar. Ein weiterer Vorteil liegt in dem durchdachten Befestigungskonzept und der Schutzart IP68/69K für höchste Robustheit auch im Outdoor-Bereich.

Über welche Zulassungen verfügt das System?

Dank ihrer E1-Zulassung für den öffentlichen Straßenverkehr und ihrer GL-Zulassung für den Einsatz auf hoher See leistet die F99-Fusion branchenübergreifend und weltweit zuverlässig ihren Beitrag zur effizienten Realisierung unzähliger Projekte.

Das System ist bereits erhältlich? In welcher Liga rangiert es preislich?

Die F99-Fusion ist in der Variante mit SAE CAN 1939 erhältlich. Wir haben uns preislich etwas über einem Neigungs- und Beschleunigungssensor ohne Kompensation gelegt. Der Nutzen, welcher in den Applikation entsteht ist enorm. Daher wartet der F99-Fusion mit einem viel besseren Preis-/ Leistungsverhältnis auf!

Wie ist das Feedback des Marktes bislang ausgefallen?

Sehr positiv. Wir sind aktuell dabei viele Kunden zu bemustern. Ich freue mich schon sehr darauf in den nächsten Jahren über spannende Applikationen berichten zu können, welche wir erfolgreich gelöst haben.