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26. Juni 2003
Elektronische Zunge misst Ölalter
(he) Ein Ölwechsel bei Verbrennungsmotoren und Hydraulikanlagen wird immer seltener fällig. Doch meist richten sich die Intervalle nach Erfahrungswerten, statt nach objektiven Kriterien. Ein Sensor in Dünnschichttechnik könnte bald das „wahre Alter“ des Öls überwachen.
Zu Beginn der Massenmotorisierung in den 50er Jahren war
eine Inspektion des Fahrzeugs mit Ölwechsel etwa alle 3.000 Kilometer
fällig. Dank verbesserter Motoren und Öle erhöhte sich dieses Intervall
auf derzeit rund 30.000 und in wenigen Jahren wird wohl die dreifache
Laufleistung erreicht werden.
Dennoch: Wann ein Motor- oder Hydrauliköl ausgewechselt
werden soll, richtet sich in der Regel eher nach Herstellerempfehlungen
als nach rational begründeten Parametern. Nur bei großen Anlagen wie
Schiffsmotoren oder hydraulischen Kränen lohnt es sich, das "wahre
Alter" des Öls im chemischen Labor zu ermitteln. Dies könnte sich
ändern, wenn ein Sensor serienreif ist, der in einem Projekt mit der
Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen FVV am
Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM
entwickelt wird.
Noch sind für den dauerhaft verlässlichen Betrieb der
"elektronischen Zunge" einige Hürden zu nehmen, wie
Projektleiter Martin Jägle erläutert: "Insbesondere Korrosion,
Verschlammung oder Verlackung der Sensoroberfläche bereitet uns
Schwierigkeiten. Immerhin testen wir ein Verfahren, mit dem der damit
einhergehenden Signaländerung rechnerisch entgegengesteuert werden
kann." Auf der Fläche eines kleinen Fingernagels sind mehrere
Elektroden unterschiedlich weit voneinander entfernt angeordnet.
Verschmutzt oder verschleißt sich die Oberfläche gleichmäßig, so gehen
alle Messsignale in den Keller. Daraus lässt sich der Kontaktwiderstand
zwischen Elektrode und Öl ermitteln und rechnerisch eliminieren.
Eine weitere wichtige Messgröße ist die Total Base
Number TBN. Insbesondere schwefel- und stickstoffhaltige Abgase im
Verbrennungsraum bewirken, dass der Säuregehalt im Motoröl allmählich
ansteigt. Um der damit verbundenen Korrosion metallischer Motorteile
vorzubeugen, setzen Ölhersteller ihren Produkten basische Additive zu.
Sie neutralisieren die Säuren, und also ist die abnehmende TBN ein
wichtiges Maß zur Beurteilung der Ölqualität.
Um ein verlässliches Signal zu ermitteln, ist es
weiterhin erforderlich, den Wassergehalt und die jeweilige Temperatur des
Öls zu messen. Derzeit wird die elektronische Zunge für den Einsatz in
Automotoren getestet. Unabdingbar für einen Serieneinsatz wird die
kostengünstige Fertigung in Dünnschichttechnik auf einem keramischen
Aluminiumoxidträger sein.
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