Sensorinnovationen für eine deutliche Steigerung der Mobilität von Menschen und Gütern

Um Eisenbahn- und Infrastrukturbetreiber bei der Bewältigung konkreter Herausforderungen zu unterstützen und die Zukunft des Systems Bahn mitzugestalten, bietet ASC Sensors seit Kurzem neue, hochinnovative inertiale Sensorsysteme speziell für diese Bereiche an. Die Serien ASC QBA und ASC RAIL wurden im Zuge wichtiger Industriekooperationen evaluiert und sind nun für den breiten Einsatz verfügbar. Sie helfen Eisenbahn- und Infrastrukturbetreibern, den Aufwand für individuelle Dokumentation und andere Aufgaben erheblich zu reduzieren und gleichzeitig Zuwächse bei Kapazität, Effizienz und Kosteneinsparungen zu erzielen.

ASC QBA-Serie: höchste Präzision bei der Zustandsüberwachung von Bauwerken

In der ersten Jahreshälfte 2025 wurden speziell konfigurierte, quarzbasierte ASC QBA-Beschleunigungssensoren für den Einbau in ein massives Eisenbahnviadukt in Großbritannien entwickelt, das eine wichtige Komponente einer neuen Hochgeschwindigkeits-Bahnverbindung bildet. Da letztere eine erhebliche Belastung für die 3,4 km lange, sanft geschwungene Konstruktion darstellt, ist laufendes Monitoring durch Präzisionsinstrumente von entscheidender Bedeutung. Die leistungsstarken ASC QBA-Accelerometer sind an definierten Messpunkten in den Brückendecksegmenten und Lärmschutzwänden installiert, um einen reibungslosen, sicheren, stabilen Betrieb unter Extrembedingungen zu gewährleisten.

Das Ergebnis dieser Zusammenarbeit ist die anpassbare ASC QBA-Reihe: uniaxiale Quarz-Beschleunigungssensoren für höchste Präzision im Structural Health Monitoring von Bauwerken, zugeschnitten auf die Bedürfnisse der Betreiber. Sie sind aktuell bei vertikaler Montage am Messobjekt in drei Ausführungen erhältlich. Die Sensoren unterscheiden sich dabei in der sensitiven Achse VX, VY oder VZ. Sie basieren auf bewährten, hochleistungsfähigen servo-balanced Quarz-Sensorelementen mit einem Messbereich von ±30 g. Eine Auflösung von besser als 1 μg ermöglicht die Erfassung selbst kleinster Schwingungen. Sie bieten außerdem eine hervorragende Langzeitstabilität des Skalierungsfaktors (K1: 1200 ppm) und des Bias (K0: 1200 μg). Auf Anfrage sind auch bi- und triaxiale Accelerometer sowie kleinere Messbereiche bis ±1 g erhältlich.

Die ASC QBA-Serie kann an anwendungsspezifische Gehäuse der Schutzklasse IP67 angepasst werden. Ihre verbesserte Elektronik nutzt eine flexible Spannungsversorgung von 9-36 VDC und einen analogen Stromausgang von 4-20 mA für zuverlässige Datenübertragung. Die Sensoren bleiben bei Temperaturen von -40 °C bis +70 °C exakt und stabil und können vom Polarkreis bis zu den Wüsten eingesetzt werden. Über die Brückenüberwachung und andere Aufgaben im Hoch- und Tiefbau hinaus werden sie bei einer Vielzahl weiterer High-End-Messanwendungen eingesetzt. Darunter in der Zugvibrations- und Neigungskontrolle, an Fördersystemen, im Automotive-Testing, im Monitoring seismischer Schwingungen oder bei Navigationssystemen in der Luft- und Raumfahrt.

Qualifizierte Sensorlösungen zur Leistungssteigerung im Schienenverkehr

Eine weitere Innovation von ASC zur Unterstützung effizienter Eisenbahnnetze ist die ASC RAIL-Serie. Uni-, bi- und triaxiale kapazitive Beschleunigungs- und Drehratensensoren werden eingesetzt, um den Zustand von Drehgestellkomponenten zu überwachen und die Laufeigenschaften von Schienenfahrzeugen im aktiven Betrieb zu erfassen. Daher sind sie gemäß EN 50155 (Klimabeständigkeit und dynamisch-mechanische Robustheit) und EN 50121 (elektromagnetische Kompatibilität) qualifiziert und erfüllen die neuesten Brandschutznormen, einschließlich EN 45545 für elektronische Geräte in Schienenfahrzeugen. Dazu zählen ein robustes, nicht brennbares IP68-Gehäuse aus Edelstahl sowie für den Schienenverkehr zertifizierte Kabel und Kabelverschraubungen.

„Durch die strengen Tests und die Dokumentation der Leistungsfähigkeit unserer RAIL-Sensorserie erleichtern wir Betreibern die Realisierung maßgeschneiderter Sensorsysteme für ihre Schienenfahrzeuge erheblich“, sagt Renate Bay, Geschäftsführerin von ASC Sensors. „Sie können sich auf eine bewährte Reihe stabiler Präzisionssensoren verlassen, die alle relevanten nationalen und internationalen Normen erfüllen und einbaufertig zur Verfügung stehen.“

Die ASC RAIL-Serie ist äußerst vielseitig. Durch die Kombination von Beschleunigungs- und Drehraten-Sensorelementen kann ein integriertes Sensorsystem mit bis zu drei Freiheitsgraden und individuell einstellbaren Messbereichen realisiert werden. Unter Berücksichtigung aller möglichen Varianten ergibt sich daraus die flexibelste Präzisionssensor-„Toolbox“, die für die Installation zur Verfügung steht. „Systemintegratoren im Bahnbereich können die Komponenten der RAIL-Serie von ASC beliebig kombinieren, um maßgeschneiderte Lösungen für ihre individuellen Anforderungen zu entwickeln“, erklärt Bay. „Dadurch sparen sie Aufwand, Zeit und Geld und stärken gleichzeitig die Sicherheit, Kapazität und Produktivität Ihres Netzes.“

Digitale und smarte RAIL-Lösungen

Die ASC RAIL-Serie umfasst auch digitale Sensoren und smarte Sensorsysteme. Die digitalen Accelerometer ASC DiSens^® ECO-RAIL basieren auf bewährter MEMS-Technologie und dem kapazitiven Funktionsprinzip. Die integrierte Elektronik bietet verbesserten Schutz durch galvanisch getrennte Hauptelemente für die Stromversorgung, die Sensorik und die digitale CAN-Schnittstelle. Integrierte Filtereinstellungen ermöglichen eine Abtastrate von bis zu 4 kHz bei einer 3-dB-Eckfrequenz von 1 kHz sowie konfigurierbare Messbereichseinstellungen von ±2/4/8 g oder ±10/20/40 g.

Smarte ASC AiSys^® ECO-RAIL Sensorsysteme integrieren die benutzerfreundlichen Eigenschaften digitaler Beschleunigungssensoren mit komplexen mathematischen Algorithmen. Dazu gehören beispielsweise die Frequenzanalyse mittels FFT oder die Berechnung dynamischer Geschwindigkeiten und Wegänderungen.

Durch Innovation vorankommen

„Bei ASC entstehen bahnbrechende Sensorinnovationen in der Regel aus der engen Zusammenarbeit mit unseren Kunden“, sagt Bay. „Die besten Ideen kommen meist, wenn verschiedene Erfahrungen und Perspektiven auf ein schwieriges Problem angewendet werden – oft etwas, das noch niemand zuvor zu lösen versucht hat.“ ASC entwickelt dann eine maßgeschneiderte Lösung. Noch besser ist es, wenn Innovationen dann auch für andere Marktteilnehmer zugänglich werden. „Unsere rasch wachsende Welt braucht leistungsfähige Mobilitätskonzepte. Das ASC-Team arbeitet mit Kunden rund um den Erdball zusammen, um diese zu ermöglichen.“