Schifffahrt - Messtechnik Hydrodynamik | ASC Sensors

Anwendung

Schifffahrt

Sicherheit und Komfort auf Schiffen und Offshore-Anlagen – mit Sensoren von ASC

Die Entwicklung moderner Wasserfahrzeuge wäre ohne den Einsatz präziser Messtechnik undenkbar. Hochgenaue und extrem robuste Beschleunigungssensoren von ASC erfassen z. B. die Schwingungen und Vibrationen, die an Schiffsmodellen im Simulationsbecken auftreten. Die gewonnenen Daten ermöglichen die Optimierung der Konstruktionen. Bei der Erprobung selbstfahrender Schiffe (Smart Shipping) sind dagegen intelligente Sensoren und IMUs von ASC gefragt. Sie übermitteln ständig die exakte Position der Wasserfahrzeuge und ermöglichen so eine sichere Navigation.

Anwendungen im
Bereich Schifffahrt

Bei der Entwicklung von Schiffen, Bohrinseln und Offshore-Windparks werden in Simulationsbecken zahlreiche Wellen- und Wetterszenarien durchgespielt. Das Ziel ist die Messung und Analyse hydrodynamischer Kräfte.

Der triaxiale Beschleunigungssensor ASC OS-315LN ist aufgrund seines hermetischen IP68-Gehäuses besonders für den andauernden Unterwassereinsatz geeignet und ermöglicht die präzise Messung geringster Linearbeschleunigungen. Darüber hinaus erfasst die ASC IMU 7 alle 6 Freiheitsgrade und damit die genaue Orientierung der Schiffsmodelle im Raum.

Sensoren von ASC verbinden hohe Empfindlichkeit und Robustheit und eignen sich sehr gut für Schlepptanktests, Wasserungssimulationen oder die Erfassung der Brandungseinwirkung auf Offshore-Anlagen (Slamming). Sie werden daher von namhaften Forschungsanstalten für ihre Tests verwendet.

Kreuzfahrtschiffe müssen einen hohen Fahrkomfort bieten. Beim Bau der Ozeanriesen legt man deshalb großen Wert auf ein ruhiges Seegangsverhalten. Das menschliche Empfinden bezüglich mechanischer Schwingungen ist dabei je nach Richtung, Frequenz und Amplitude sehr unterschiedlich. Beeinträchtigungen der Passagiere treten jedoch hauptsächlich unterhalb von 10 Hz auf.

Kapazitive Beschleunigungssensoren wie der triaxiale ASC 5511LN messen selbst niedrigste Frequenzen und weisen ein hervorragendes Signal-Rausch-Verhältnis auf. Werden zusätzlich langsame Rotationen untersucht, kommen Drehratensensoren wie die kompakten ASC 271 (uniaxial) oder ASC 273 (triaxial) zum Einsatz.

Sensoren von ASC leisten einen entscheidenden Beitrag zur Erhöhung des Fahrkomforts auf Schiffen: Sie liefern Schiffbauern hochgenaue und reproduzierbare Daten als Basis für Simulationen zur optimalen Gestaltung des Rumpfes.

Kreiselkompasse dienen zur Kursbestimmung in der Schifffahrt. Damit die Position korrekt angezeigt wird, müssen die im Kompass verbauten Gyroskope eine hohe Genauigkeit aufweisen.

Die Drehratensensoren ASC 281 (uniaxial) und ASC 283 (triaxial) sind mit ihrer Bias-Stabilität von 0,12 °/h ideal dafür geeignet. Auch Unterwasserfahrzeuge oder remote gesteuerte Tauchroboter profitieren von inertialen Messsystemen, denn GNSS-Signale sind selbst in geringen Wassertiefen nicht verfügbar und Magnetfeldsensoren werden von den metallischen Außenwänden der Fahrzeuge gestört.

Hochempfindliche, kapazitive Beschleunigungssensoren der ASC OS-Serie kommen auch bei Tests an sogenannten Hyperloop-Systemen zum Einsatz. Dieses futuristische Transportmittel für Personen und Güter besteht aus Kapseln, die sich mit Schallgeschwindigkeit durch eine Tunnelröhre bewegen.

Die hermetisch versiegelten OS-Sensoren von ASC maßen am Modell eines Unterwasser-Hyperloop-Systems den Einfluss des Wellengangs auf die Tunnelröhre. Ihre Daten bildeten die Basis für die erfolgreiche Weiterentwicklung des unterseeischen Verkehrsprojekts.

Menschliche Fehler sind in mehr als 75 % der Fälle die Ursache von Kollisionen im Schiffsverkehr. Die Ingenieure arbeiten daher unter anderem an der Entwicklung autonom fahrender Schiffe (Smart Shipping), die sicherer sein werden als bemannte Wasserfahrzeuge. Um die Schiffe präzise aus der Ferne steuern zu können, muss ihre Position über Sensoren kontinuierlich und hochgenau erfasst werden. Da gerade größere Schiffe sehr träge sind, sollten Kurskorrekturen frühzeitig durchgeführt werden. Nur so lassen sich Kollisionen wirksam verhindern.

Aufgrund der hohen Sicherheitsanforderungen an hochautomatisiert fahrende Schiffe müssen Prototypen zunächst umfangreiche Tests durchlaufen. Dabei spielt die präzise Ortung der Schiffsmodelle eine wichtige Rolle. Smarte Sensoren und Inertial Measurement Units von ASC sind prädestiniert für die exakte Lagebestimmung der Versuchsobjekte, denn sie erfassen deren Position mit sehr hoher Genauigkeit.

Sonderlösungen

Sehr gerne nehmen unsere Entwicklungsingenieure die Herausforderung an, individuelle Lösungen für spezielle Aufgabenstellungen zu entwickeln; auch in kleinen Auflagen.

Service

Presse: Köhler + Partner GmbH

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Management

Karriere

Anfrage: Schifffahrt

Anzahl Achsen
Sensortechnologie
Sensorart

ASC 5415LN

Triaxial, kapazitiv
Messbereich: 2 bis 400 g
Rauschdichte: 7 bis 400 g/?Hz
Frequenzbereich (5 %): DC bis 1000 Hz

ASC P101A25

Uniaxial, IEPE
Messbereich: 50 bis 1000 g
Frequenzbereich (10 %): 0,3 Hz bis 10 kHz
Skalierungsfaktor: 5 mV/g bis 100 mV/g