Ölqualitätssensor OilQSens®
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Einleitung Zur Sicherstellung der Qualität von zum Kühlen und Schmieren eingesetzten Ölen werden kontinuierlich online ölqualitätsabhängige Parameter gemessen und aus deren Veränderung der Maschinen- und Ölverschleiß bewertet. Hierdurch können vorbeugende Wartungsmaßnahmen (anstelle von vorbeugenden Instandsetzungen) indiziert werden. Im neuen Konzept folgen die Bestimmung der Verschmutzung bzw. Abnahme der Qualität der Schmierstoffe und die quasi kontinuierliche Bewertung des Bauteilverschleißes und der Ölalterung dem ganzheitlichen Ansatz einer Echtzeit-Überwachung der Zustandsveränderung des Systems Öl-Maschine. Der Basissensor misst Komponenten der spezifischen komplexen Impedanz der Öle: Beispielsweise bewirken Metallabrieb, gebrochene Ölmoleküle, Säuren oder ölseifen eine Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit, die wegen des gegenüber all diesen Kontaminationsprodukten geringen Reinwerts mit dem Verschmutzungsgrad direkt korreliert ist. Die dielektrischen Eigenschaften der Öle werden insbesondere durch den Wassergehalt bestimmt, der deshalb bei nicht additivierten Produkten ebenfalls über eine zusätzliche genaue Messung der Dielektrizitätszahl zugänglich wird. Bei additivierten Ölen lassen sich aus Dielektrizitätszahländerungen auch Aussagen über den Abbau von Additiven ableiten. Für eine effiziente Maschinenausnutzung und treffsichere Schadensverhütung besteht demnach mit dem neuen OilQSens® Ölsensorsystem die Möglichkeit, vorbeugende Wartungsmaßnahmen statt in starren Inspektionsintervallen zeitgerecht, bedarfsabhängig durchzuführen. Verschmutzungsgrad, Ölalterung und Versauerung, Wassergehalt bzw. Zersetzungszustand von Additiven bilden ein aussagefähiges Maß der Schmierstoff- und Werkstoffbeanspruchung für die Online-Betriebsüberwachung von Bauteilen, wie Wälzlagern oder Zahnrädern. Zudem ist eine Verschleißbegrenzungsregelung möglich. Wichtige praktische Beispiele stellen hier Windkraftanlagen, Hydraulikanlagen, Industriegetriebe, Turbinen, Generatoren, Papiermaschinen und Transformatoren dar. Kommunikationsmöglichkeiten  Übersicht Kommunikationsmöglichkeiten Eine interessante Ergänzung des Ölsensorsystems ist die Einbindung in eine geeignete Kommunikationsstruktur und die Realisierung eines Web-basierten Monitoringsystems. Wenn die Ölqualitätssensoren an den Anlagen montiert sind, kann die Messdatenpräsentation und -auswertung an anderer Stelle erfolgen. Ein flexibles, dezentrales Monitoringsystem ermöglicht die Auswertung der Messsignale und Überwachung der Anlagen auch durch externe Dienstleistung. Eine anwenderorientierte Dienstleistung der quantifizierten Bewertung der Veränderungen des Systems öl – Maschine inklusive der Empfehlung daraus abzuleitender, vorbeugender Wartungsmaßnahmen entlastet die Anlagenbetreiber, erhöht die Sicherheit und spart Kosten. Ein Web-basiertes, dezentrales Monitoringsystem, bei dem die Sensordaten vorzugsweise über das Internet übertragen werden. Über die im Ölsensorsystem eingebauten LAN oder WLAN Schnittstellen können die Sensorsignale über das Internet an den Datenbankserver übertragen werden, der die Bedienoberfläche des Monitoringsystems als HTML-Seite generiert und als Webseite für den autorisierten Bediener zur Verfügung stellt. Dies ermöglicht die Überwachung der Anlagen sowohl durch die Anlagenbetreiber, als auch durch mit der Wartung beauftragte Dienstleister. Nach einer Authentifizierung können die Anwender das Monitoringsystems mit einem einfachen Web-Browser nutzen. Eine automatisierte Generierung von E-Mails, SMS usw. ist im Falle von Alarmmeldungen von jedem beliebigen Rechner mit Internetzugang möglich. Im Zusammenhang mit versicherungstechnisch gewünschten neutralen Begutachtungen und Überwachungen der Zustände z.B. von Windturbinen kann Windparkbetreibern die Nutzung der Ölsensoren zur Überwachung als Serviceleistung angeboten werden. 
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Das Messprinzip Mit dem OilQSens® werden Komponenten der komplexen Impedanzen X der Öle, insbesondere die spezifische elektrische Leitfähigkeit k und die Dielektrizitätszahl er sowie die Öltemperatur T gemessen. Die Bestimmung der Werte von k und er erfolgt dabei unabhängig voneinander. Öle sind elektrische Nichtleiter. Die elektrische Restleitfähigkeit reiner Öle liegt im Bereich kleiner 1 pS/m. Zum Vergleich: die elektrische Leitfähigkeit des elektrischen Nichtleiters destilliertes Wasser liegt um sechs Zehnerpotenzen höher. Abrieb, Ionen, zerschlagene Ölmoleküle, Säuren, Ölseifen usw. bewirken eine Erhöhung der Leitfähigkeit κ der Öle. Sie wächst mit steigender Ionenkonzentration und Ionenbeweglichkeit. Die elektrische Leitfähigkeit nahezu aller Verschmutzungsprodukte ist groß im Vergleich zu der extrem geringen Leitfähigkeit reiner Öle. Es besteht ein direkter Zusammenhang zwischen der elektrischen Leitfähigkeit und dem Verschmutzungsgrad der Öle. Eine Vergrößerung der elektrischen Leitfähigkeit von Ölen im Betrieb kann als eine steigende Ölverschmutzung oder eines größeren Ölverschleißes interpretiert werden. Die Ionenbeweglichkeit und damit auch die elektrische Leitfähigkeit sind von der inneren Reibung der Öle und damit auch von deren Temperatur abhängig. Die Leitfähigkeit steigt mit der Öltemperatur. Zur Bewertung der Ölverschmutzungen sind daher eine Temperaturkompensation der Leitfähigkeitsmesswerte und eine Umrechnung auf eine Referenztemperatur erforderlich. Danach kann über den temperaturkompensierten Leitfähigkeitswert eine integrale Veränderung der Ölqualität bewertet werden. Eine Aussage über die Art der Verschmutzung ist dagegen nicht möglich. Die Messung der Dielektrizitätszahl kann über die gleiche Basissensoranordnung erfolgen, über die auch die elektrische Leitfähigkeit bestimmt wird. Das OilQSens® Sensorsystem wurde in Zusammenarbeit mit dem Forschungsschwerpunkt "rationelle Energieanwendungen" (Prof. Dr.-Ing. Kuipers) der Fachhochschule Südwestfalen entwickelt.  Berater für Tribologie, Schmierungstechnik etc., Priv.-Doz. Dr. rer. nat. habil. Jürgen Gegner, Institut für Werkstofftechnik, Universität Siegen.  Technische Daten Messgrößen
Messgrößen unabhängig von Viskosität des Öls Messauflösung
Messgenauigkeit
Sensorgehäuse
Beständigkeit gegenüber allen Ölen.
zusätzliche Kommunikationsmöglichkeiten Ethernet (LAN) und WLAN RS232 RS232/USB Adapter Web-basiertes Conditioning Monitoring System Messsignalübertragung auf Webserver, Messdatenabfrage und -präsentation über vorhandene Webbrowser angemeldetes Patent DE 10 2008 047 366.9 Downloads  Ölqualitätssensor OilQSens High-precision online sensor condition monitoring (Poster) Artikel in "Technisches Messen" Ölsensorsystem zur Echtzeit-Zustandsüberwachung von Transformatoren
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