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Dokumentenidentifikation DE102006023316A1 22.11.2007
Titel Optischer Vibrationssensor
Anmelder Schaeffler KG, 91074 Herzogenaurach, DE
Erfinder Glück, Stefan, 97424 Schweinfurt, DE
DE-Anmeldedatum 18.05.2006
DE-Aktenzeichen 102006023316
Offenlegungstag 22.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.11.2007
IPC-Hauptklasse G01H 9/00(2006.01)A, F, I, 20060518, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft einen Sensor (01) zur Bestimmung von Erschütterungen oder Schwingungen eines Prüfobjektes. Dafür ist ein Behältnis (02) vorgesehen, welches mechanisch an das Prüfobjekt gekoppelt ist. Im Behältnis (02) befindet sich eine Vielzahl an Partikeln (03), die in einem Ruhezustand ohne die Einwirkung von Erschütterungen oder Schwingungen aufgrund der Schwerkraft zu einem Boden (06) des Behältnisses (02) sinken. Am Behältnis (02) befindet sich ein Lichteintritt (07). Außerdem ist ein optischer Sensor (11) zur Bestimmung einer Kenngröße des Lichtes vorhanden, welches an einer Ausgangsstelle (09) des Behältnisses austritt, wobei das Licht vom Lichteintritt (07) zur Ausgangsstelle (09) im Ruhezustand einen Schwebebereich (12) oberhalb der Partikel (03) durchläuft, in welchen bei der Einwirkung von Erschütterungen oder Schwingungen auf das Behältnis (02) aufgewirbelte Partikel (03) eintreten.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Bestimmung von Erschütterungen oder Schwingungen eines Prüfobjektes, welches vorzugsweise mit dem genannten Sensor ausführbar ist.

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Sensor zur Bestimmung von Vibrationen, Schwingungen und Erschütterungen, insbesondere bei Maschinen und anderen feststehenden Einrichtungen.

Die Überwachung von Produktionsmaschinen, Werkzeugmaschinen, Transportanlagen und ähnlichen Maschinen bedarf geeigneter Sensoren zur Bestimmung von Vibrationen, Schwingungen und Erschütterungen. Ein erhöhtes Maß solcher mechanischen Reaktionen kann ein Indiz für einen Defekt oder einen erhöhten Verschleiß der Maschine sein und bei nicht rechtzeitiger Erkennung zum Ausfall der Maschine führen.

Aus der DE 41 13 784 C2 ist ein Schwingungssensor zum Messen von Schwingungen bekannt. Der Schwingungssensor eignet sich beispielsweise zur Bestimmung des Klopfens eines Verbrennungsmotors. Im Inneren des Schwingungssensors ist eine Schwingungsplatte angeordnet, auf der ein piezoelektrisches Element befestigt ist. Wirken auf den Sensor Schwingungen oder Vibrationen ein, gerät die Schwingungsplatte in Schwingungen. Die auf das piezoelektrische Element übertragenen Schwingungen werden von diesen in ein elektrisches Signal gewandelt. An dem piezoelektrischen Element befindet sich eine Elektrode zum Anschluss an eine nachfolgende elektronische Schaltung. Nachteilig an der Verwendung von piezoelektrischen Elementen zur Schwingungsmessung sind die Kosten für das piezoelektrische Element sowie die aufwändige Elektronik, die zur Auswertung des Signals notwendig ist.

Aus der DE 199 30 600 A1 ist es bekannt, Dehnungsmessstreifen zur Ermittlung unerwünschter Schwingungen in Maschinen mit rotierenden Walzen zu nutzen. Die Dehnungsmessstreifen werden in Bereichen der Maschine angebracht, die infolge der unerwünschten Schwingungen besonders hohen Spannungen ausgesetzt sind. Da diese Spannungen zu einer Längenänderung führen, können die Schwingungen mithilfe der Dehnungsmessstreifen bestimmt werden. Nachteilig an dieser Lösung ist der hohe Aufwand für die Anbringung der Dehnungsmessstreifen an der Maschine. Zudem sind die Dehnungsmessstreifen sehr anfällig. Die Auswertung der Signale der Dehnungsmessstreifen bedarf einer komplexen Elektronik.

Aus der US 5,748,564 ist ein akustooptischer Vibrationssensor insbesondere zur Verwendung in Ultraschallgebern bekannt. Ein Laserstrahl wird mehrfach zwischen einer statischen Oberfläche und einer vibrierenden Oberfläche reflektiert. Der auf diese Weise verzögerte Laserstrahl wird mit dem unverzögerten Laserstrahl in einem Interferometer verglichen. Auf diese Weise können sehr kleine Auslenkungen der vibrierenden Oberfläche gemessen werden. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass es einer größeren Oberfläche bedarf, welche durch die Vibrationen angeregt werden muss. Weiterhin nachteilig an dieser Lösung sind der hohe technische Aufwand und die damit verbundenen Kosten, die durch den Laser und das Interferometer bedingt sind.

Aus der US 5,886,265 ist ein optischer Vibrationssensor bekannt, der eine schwingfähige Platte umfasst, die mit Licht bestrahlt wird. Die Platte ist reflektierend und reflektiert das auf sie gerichtete Licht zu einem lichtempfindlichen Sensor. Das Signal des Sensors wird in einer Auswerteeinheit hinsichtlich Amplitude, Frequenz und Phasenlage ausgewertet. Hierzu durchläuft das Signal mehrere Filter, mehrere Verstärker und schließlich einen Mikroprozessor. Auf diese Weise können Rückschlüsse auf die Art der Vibrationen gezogen werden. Nachteilig an dieser Lösung ist der hohe Aufwand für die Auswertung des Signals. In der Auswerteeinheit müssen kleinste zeitliche Differenzen exakt ausgewertet werden. Zudem ist nachteilig, dass Vibrationen nur eines Freiheitsgrades bestimmt werden können, da die Platte im Wesentlichen nur in einem Freiheitsgrad schwingen kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren und einen Sensor zur Bestimmung von Vibrationen, Schwingungen und Erschütterungen bereitzustellen, welche einfach und kostengünstig zu realisieren sind und mit einer hohen Betriebssicherheit über einen langen Zeitraum anwendbar sind.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Sensor gemäß dem beigefügten Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß dem beigefügten Anspruch 8. Dabei ist wesentlich, dass in einem geschlossenen Behältnis Partikel infolge von auftretenden Vibrationen in Bewegung versetzt werden und dadurch in den Weg eines Lichtstrahls eintreten, sodass der Lichtstrahl gedämpft wird. Die Lichtmenge, welche das Behältnis in einem Schwebebereich durchdringt ist ein Maß für die aufgetretene Vibration.

Ein besonderer Vorteil dieser Erfindung besteht darin, dass der erfindungsgemäße Sensor nur weniger Bauteile bedarf. Dadurch ist er sehr kostengünstig herzustellen und weist eine hohe Betriebssicherheit auf. Der erfindungsgemäße Sensor kann an die Messung verschiedener Arten von Vibrationen, Schwingungen und Erschütterungen angepasst werden.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:

1 eine Prinzipdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vibrationssensors;

2 den in 1 gezeigten Vibrationssensor in drei Zuständen unter Einwirkung unterschiedlich intensiver Vibrationen.

1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vibrationssensors 01. Der Vibrationssensor 01 umfasst ein abgeschlossenes Behältnis 02, in welchem ein pulverförmiges oder körniges Medium aus einer Vielzahl von Partikeln 03 eingebracht ist. Das Behältnis 02 ist mit einer mechanischen Verbindung 04 mit dem Prüfobjekt (nicht dargestellt) verbunden. Die Verbindung 04 kann durch eine Schraubverbindung, eine Klebeverbindung, eine magnetische Verbindung oder eine andere mechanische Verbindung gebildet sein. Als Medium können Ruß, Staub, kleine Kügelchen oder dergleichen verwendet werden. Vorzugsweise werden Partikel verwendet, die gut lichtabsorbierend wirken.

Wenn im Ruhezustand keine Vibrationen oder Schwingungen auf das Behältnis 02 einwirken, sinken die Partikel 03 infolge der auf sie wirkenden Schwerkraft auf einen Boden 06 des Behältnisses 02. Die Partikel 03 bedecken den Boden 06, wobei während des Ruhezustandes der größere Teil des Behältnisses 02 keine Partikel enthält ist. Oberhalb der am Boden 06 liegenden Partikel 03 tritt ein Lichtstrahl 07 in das Behältnis 02 ein. Der eintretende Lichtstrahl 07 wird von einer Lichtquelle 08 erzeugt. Die Lichtquelle 08 wird bevorzugt durch eine Leuchtdiode oder eine Glühlampe gebildet. Die Lichtquelle 08 kann direkt am Behältnis 02 angeordnet sein, jedoch kann die Lichtquelle 08 auch durch eine entfernte Lichtquelle oder durch das Umgebungslicht gebildet sein, welches in das Behältnis 02 eingeleitet wird. Zumindest im letztgenannten Fall müsste eine Referenzmessung erfolgen, um die eintretende Lichtmenge zu bestimmen. Der eintretende Eingangs-Lichtstrahl 07 durchläuft horizontal diametral das Behältnis 02 und tritt sodann als Ausgangs-Lichtstrahl 09 wieder aus. Der austretende Lichtstrahl 09 trifft auf einen optischen Sensor 11. Der optische Sensor 11 ist bevorzugt durch einen Fotowiderstand, eine Fotodiode oder einen Fototransistor gebildet. Die Lichtquelle 08 und der optische Sensor 11 können durch eine Lichtschranke gebildet sein. Die Lichtquelle 08 und der optische Sensor 11 können auch innerhalb des Behältnisses 02 angeordnet sein. Wenn die Lichtquelle 08 und der optische Sensor 11 außerhalb des Behältnisses 02 angeordnet sind, ist das Behältnis 02 am Lichteintritt und am Lichtaustritt optisch transparent auszuführen.

Da das Behältnis 02 mit dem Prüfobjekt mechanisch über die Verbindung 04 verbunden ist, werden sich am Prüfobjekt auftretende Vibrationen auf das Behältnis 02 übertragen. Die Verbindung 04 ist dazu möglichst steif auszulegen, um Dämpfungen und Resonanzen zu vermeiden. Die Übertragung der Vibrationen und Schwingungen ist mit einem Pfeil 13 verdeutlicht. Infolge der Vibrationen am Behältnis 02 werden die Partikel 03 aufgewirbelt. Die Partikel 03 steigen aufgrund der Verwirbelung nach oben und gelangen so bis in einen oberen Schwebebereich 12 des Behältnisses 02.

2 zeigt den in 1 dargestellten Vibrationssensor 01 in drei Zuständen unter Einwirkung unterschiedlich starker Vibrationen. Abbildung a) der 2 zeigt den Vibrationssensor 01 unter Einwirkung leichter Vibrationen. Abbildung b) der 2 zeigt den Vibrationssensor 01 unter Einwirkung erhöhter Vibrationen und Abbildung c) der 2 zeigt den Vibrationssensor 01 unter Einwirkung starker Vibrationen.

Bei dem in Abbildung a) der 2 gezeigten Vibrationssensor ist infolge leichter Vibrationen ein kleiner Teil der Partikel 03 derart aufgewirbelt, dass er in den Schwebebereich 12 in einem oberen Abschnitt des Behältnisses 02 gelangt ist. Die Partikel 03 im Schwebebereich 12 dämpfen das austretende Licht 09 geringfügig. Diese geringfügige Dämpfung ist in Abbildung a) der 2 dadurch verdeutlicht, dass der das austretende Licht 09 symbolisierende Pfeil etwas kleiner als der das eintretende Licht 07 symbolisierende Pfeil dargestellt ist. Die auf das Behältnis 02 übertragenen geringfügigen Schwingungen sind durch einen klein dargestellten Pfeil 13 verdeutlicht.

Durch die am optischen Sensor 11 leicht gegenüber dem Eingangs-Lichtstrahl 07 reduzierte austretende Lichtmenge 09 kann ein Rückschluss darauf gezogen werden, dass einige der Partikel 03 in den Schwebebereich 12 gelangt sind. Da das Behältnis 02 abgeschlossen ist, kann davon ausgegangen werden, dass keine anderen Objekte in den Lichtstrahl getreten sind. Gleichfalls kann ausgeschlossen werden, dass die Partikel 03 durch eine Luftströmung oder ähnliches aufgewirbelt wurden. Folglich ist davon auszugehen, dass die Reduktion der am optischen Sensor 11 eintretenden Lichtmenge 09 infolge von mechanischen Erschütterungen eingetreten ist, die auf das Behältnis 02 einwirken.

Auf den in Abbildung b) der 2 gezeigten Vibrationssensor 01 wirken im Vergleich zu dem in Abbildung a) der 2 gezeigten Zustand stärkere Vibrationen ein. Die erhöhten Vibrationen sind durch einen vergrößert dargestellten Pfeil 13 verdeutlicht. Durch die erhöhten Vibrationen ist ein größerer Teil der Partikel 03 in den Schwebebereich 12 gelangt, sodass die Konzentration der Partikel 03 dort höher geworden ist. Die erhöhte Konzentration der Partikel 03 im Schwebebereich 12 führt dazu, dass die austretende Lichtmenge 09 im Vergleich zu dem in Abbildung a) der 2 gezeigten Zustand noch kleiner geworden ist: Die verringerte Lichtmenge 09 ist durch einen verkleinert dargestellten Pfeil symbolisiert.

Die in den Abbildung a) und b) der 2 gezeigten Zustände des erfindungsgemäßen Vibrationssensors 01 verdeutlichen, dass die austretende Lichtmenge 09 ein quantitatives Maß für die Intensität der einwirkenden Vibrationen, Schwingungen und Erschütterungen sind. Je größer diese mechanischen Einwirkungen sind, desto mehr Partikel 03 werden aufgewirbelt und gelangen so in den Schwebebereich 12, wo sie die austretende Lichtmenge 09 zunehmend reduzieren.

In Abbildung c) der 2 ist der erfindungsgemäße Vibrationssensor 01 unter Einwirkung nochmals gesteigerter Vibrationen gezeigt. Die starken Vibrationen sind durch einen nochmals vergrößerten Pfeil 13 symbolisiert. Die starken Vibrationen wirbeln einen noch größeren Teil der Partikel 03 auf, sodass das austretende Licht 09 noch stärker reduziert ist, was durch einen kleinen Pfeil symbolisiert ist.

Die Abbildungen a), b) und c) der 2 zeigen drei Zustände des Vibrationssensors 01, in denen die einwirkenden Vibrationen jeweils gesteigert sind und die austretende Lichtmenge 09 jeweils reduziert ist. Der quantitative Zusammenhang zwischen der Intensität der auf den Vibrationssensor 01 einwirkenden Vibrationen, Schwingungen und Erschütterungen und der austretenden Lichtmenge 09 kann für eine quantitative Auswertung des Signals des optischen Sensors 11 genutzt werden. Eine Auswerteeinheit (nicht gezeigt) kann so auf den Vibrationssensor 01 kalibriert werden, dass sie die Amplitude der Schwingungen als absolutes Maß mit einer Längeneinheit ausgeben kann. Die Auswerteeinheit kann aber auch so kalibriert werden, dass die Beschleunigung oder die kinetische Energie der Vibrationen als quantitatives Maß ausgegeben wird.

Die Auswerteeinheit kann auch für eine qualitative Auswertung ausgeführt sein. Soll beispielsweise ein Alarm bei einem Überschreiten der maximal zulässigen Vibrationen an einem Prüfobjekt gegeben werden, so ist in der Auswerteinheit eine Schwellenentscheidung bei einem Unterschreiten der mit dem optischen Sensor 11 erfassten Lichtmenge zu treffen. Wird die festgelegte Schwelle unterschritten, signalisiert die Auswerteeinheit einen Alarm.

Durch die Auswahl der in das Behältnis 02 eingebrachten Partikel 03 kann der Vibrationssensor 01 den zu bestimmenden mechanischen Einwirkungen und dem zu bestimmenden Maß angepasst werden. Die Aufwirbelung der Partikel 03 bei einer Schwingung mit einer bestimmten Frequenz und Amplitude ist von der Korngröße und dem spezifischen Gewicht der Partikel 03 abhängig. Die Aufwirbelung ist maximal, wenn es zu einer Resonanz der Partikel 03 kommt. Treten an dem Prüfobjekt nur Schwingungen und Vibrationen einer bestimmten Frequenz auf oder sollen nur Schwingungen und Vibrationen einer bestimmten Frequenz bestimmt werden, sind die Partikel 03 entsprechend dieser Frequenz auszuwählen. Sollen hingegen Vibrationen in einem bestimmten Frequenzbereich bestimmt werden, sind Partikel 03 mit einer entsprechenden Verteilung der Korngröße zu verwenden. Zur Bestimmung von sehr kleinen mechanischen Einwirkungen sind sehr leichte Partikel 03 zu verwenden. Hierfür sind beispielsweise Ruß, Staub oder leichte Pulver verwendbar.

Des Weiteren kann der Vibrationssensor 01 durch die Auswahl eines Trägermediums im Behältnis 02 den zu bestimmenden mechanischen Einwirkungen und dem zu bestimmenden Maß angepasst werden. Die Aufwirbelung der Partikel 03 ist von den Eigenschaften des Trägermediums abhängig. Trägermedien mit einer hohen Dichte verlangsamen die Aufwirbelung und haben eine integrierende Wirkung auf die zeitabhängigen mechanischen Einwirkungen. Dies ist besonders bei Flüssigkeiten wie beispielsweise Wasser oder Öl der Fall. Medien mit eine kleinen Dichte führen dazu, dass die Aufwirbelungen der Partikel 03 bei eintretenden mechanischen Einwirkungen schnell aufkommen und nach einem Ausbleiben der mechanischen Einwirkungen wiederum schnell abklingen. Dies ist besonders bei Gasen wie Luft oder Stickstoff der Fall. Im Behältnis 02 kann aber auch ein Vakuum vorhanden sein, sodass die Bewegung der Partikel 03 nicht durch ein Trägermedium beeinflusst ist.

Während in der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vibrationssensors 01 der eintretende Lichtstrahl 07 diametral ohne Umwege durch das Behältnis 02 geleitet wird, kann in einer abgewandelten Ausführungsform der eintretende Lichtstrahl 07 über reflektierende Flächen umgelenkt werden, sodass er einen größeren Weg im Behältnis 02 zurücklegt. Dadurch wird erreicht, dass eine bestimmte Konzentration der Partikel 03 im Schwebebereich 12 zu einer größeren Dämpfung des austretenden Lichtstrahles 09 führt. Folglich können kleine mechanische Einwirkungen genauer bestimmt werden. Der Lichtstrahl 07 kann auch vielfach im Behältnis 02 umgelenkt werden, sodass er das Behältnis 02 vielfach durchläuft. Der Eingangs-Lichtstrahl 07 kann auch so umgelenkt werden, dass der austretende Lichtstrahl 09 auf der Seite der Lichtquelle 08 wieder austritt. So können die Lichtquelle 08 und der optische Sensor 11 nebeneinander an einem gemeinsamen Fenster am Behältnis 02 angeordnet werden.

In einer weiteren abgewandelten Ausführungsform werden mehrere optische Sensoren 11 angeordnet, die von einer oder mehreren Lichtquellen 08 angestrahlt werden. Die optischen Sensoren 11 können so angeordnet sein, dass sie Licht in unterschiedlichen Höhen über dem Boden 06 des Behältnisses 02 messen. Diejenigen optischen Sensoren 11, die nahe über dem Boden 06 angeordnet sind, werden frühzeitig die Auswirkungen kleiner Vibrationen erfassen. Hingegen lassen sich mit denjenigen optischen Sensoren 11, die im oberen Schwebebereich des Behältnisses 02 angeordnet sind, die Auswirkungen größerer Vibrationen genauer ermitteln.

In einer abgewandelten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird statt des durch die Partikel 03 gedämpften Lichtes 09 diejenige Lichtmenge mit dem optischen Sensor 11 gemessen, die durch die Partikel 03 reflektiert wird. Bei dieser Ausführungsform ist der optische Sensor 11 nicht im geradlinig verlängerten Strahlengang des eintretenden Lichtstrahles 07 angeordnet und es sind bevorzugt Partikel 03 mit einem großen Reflexionsindex zu verwenden. Hierfür eignen sich beispielsweise Metallpartikel.

Die Ausführung des Behältnisses 02 erlaubt eine Anpassung an spezielle Nutzungssituationen. Beispielweise ist die Funktion eines Vibrationssensors 01 mit einem kalottenförmigen Boden des Behältnisses auch dann gewährleistet, wenn das Behältnis nicht exakt senkrecht ausgerichtet ist. Das Behältnis 02 kann auch mit einem Zwischenboden ausgeführt sein, der selbst schwingfähig ist und die Partikel 03 in einem besonderen Maße bei seiner Resonanzfrequenz aufwirbelt. Die Verwendung von mehreren Zwischenböden im erfindungsgemäßen Vibrationssensor 01 erlaubt die Anpassung an unterschiedliche Arten von mechanischen Einwirkungen, die mit dem Vibrationssensor 01 gemessen werden können.

Der erfindungsgemäße Vibrationssensor eignet sich zum Condition Monitoring von Maschinen, Maschinenteilen, Lager bzw. Lagerungen, Anlagen usw. Der Vibrationszustand des jeweiligen Prüfobjektes kann mit dem Vibrationssensor permanent überwacht werden. Durch die Verwendung von Halbleiterbauelementen im erfindungsgemäßen Vibrationssensor sind eine lange Betriebsdauer und eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet. Durch die Verwendung von üblichen Lichtschranken ist eine sehr kostengünstige Herstellung möglich. Der Vibrationssensor bedarf keiner besonderen Befestigung am Prüfobjekt. Jegliche dauerhafte Befestigungsart, die eine mechanische Übertragung der relevanten Vibrationen ermöglicht, ist für die Anbringung des erfindungsgemäßen Vibrationssensors geeignet.

01
Vibrationssensor
02
Behältnis
03
Partikel
04
mechanische Verbindung
05
06
Boden des Behältnisses
07
eintretender Lichtstrahl
08
Lichtquelle
09
austretender Lichtstrahl an einem Messpunkt
10
11
optischer Sensor
12
oberer Schwebebereich des Behältnisses
13
mechanische Einwirkung


Anspruch[de]
Sensor (01) zur Bestimmung von Erschütterungen oder Schwingungen eines Prüfobjektes, umfassend:

– ein Behältnis (02) mit einem Boden (06), einem Schwebebereich (12), einem Lichteintritt (07) und einer Licht-Ausgangsstelle (09), wobei das Behältnis (02) mechanisch an das Prüfobjekt gekoppelt ist;

– eine Vielzahl an Partikeln (03) im Behältnis (02), wobei die Partikel (03) in einem Ruhezustand ohne die Einwirkung von Erschütterungen oder Schwingungen aufgrund der Schwerkraft zum Boden (06) sinken;

– einen optischen Sensor (11) zur Bestimmung einer Kenngröße des an der Ausgangsstelle (09) auftretenden Lichtes, wobei das Licht vom Lichteintritt (07) zur Ausgangsstelle (09) im Ruhezustand den Schwebebereich (12) oberhalb der Partikel (03) durchläuft, in welchen bei der Einwirkung von Erschütterungen oder Schwingungen auf das Behältnis (02) aufgewirbelte Partikel (03) eintreten.
Sensor (01) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichteintritt (07) durch eine Lichtquelle (08) gebildet ist, und dass die Lichtquelle (08) und der optische Sensor (11) eine Lichtschranke bilden, deren Lichtstrahl durch den Schwebebereich (12) des Behältnisses (02) verläuft. Sensor (01) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel (03) gebildet sind durch:

– Ruß;

– Staub;

– Pulver; oder

– Kugeln aus Kunststoff oder Metall.
Sensor (01) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel (03) im Inneren des Behältnisses (02) eingeschlossen sind in:

– einem Gas;

– einer Flüssigkeit; oder

– Vakuum.
Sensor (01) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngröße und die spezifische Dichte der Partikel (03) an die Art zu bestimmenden Schwingungen angepasst sind, um durch diese aufgewirbelt zu werden. Sensor (01) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht zwischen dem Lichteintritt (07) und der Ausgangsstelle (09) an einer reflektierenden Oberfläche umgelenkt wird und den Schwebebereich (12) mehrfach durchläuft. Sensor (01) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (06) schwingfähig im Behältnis (02) angeordnet ist. Verfahren zur Bestimmung von Erschütterungen oder Schwingungen eines Prüfobjektes, die folgenden Schritte umfassend:

– Einbringung einer Vielzahl an Partikeln (03) in ein Behältnis (02), wobei die Partikel (03) in einem Ruhezustand ohne die Einwirkung einer Erschütterung aufgrund der Schwerkraft zu einem Boden (06) des Behältnisses (02) sinken;

– mechanische Kopplung (04) des Behältnisses (02) an das Prüfobjekt;

– Einbringung von Licht (07) in das Behältnis (02) an einer Eingangsstelle (07);

– Bestimmung einer Kenngröße des Lichtes an einer Ausgangsstelle (09), wobei der Weg des Lichtes von der Eingangsstelle zur Ausgangsstelle im Ruhezustand durch einen Schwebebereich (12) oberhalb der Partikel (03) verläuft, in welchen bei der Einwirkung von Erschütterungen auf das Behältnis aufgewirbelte Partikel (03) eintreten.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass aus der an der Ausgangsstelle (09) bestimmten Kenngröße ein quantitatives Maß der Erschütterung oder Schwingung bestimmt wird.






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