A major part of future renewable energy will be generated in offshore wind farms. The used turbines of the 5 MW class and beyond, often feature a planetary gear with 1000 liters lubricating oil or even more. Monitoring the oil aging process provides early indication of necessary maintenance and oil change. Thus maintenance is no longer time-scheduled but becomes wear dependent providing ecological and economical benefits. This paper describes two approaches based on a linear variable filter (LVF) as dispersive element in a setup of a cost effective infrared miniature spectrometer for oil condition monitoring purposes. Spectra and design criteria of a static multi-element detector and a scanning single element detector system are compared and rated. Both LVF miniature spectrometers are appropriately designed for the suggested measurements but have certain restrictions. LVF multi-channel sensors combined with sophisticated multivariate data processing offer the possibility to use the sensor for a broad range of lubricants just by a software update of the calibration set. An all-purpose oil sensor may be obtained.
Zusammenfassung
Infrarot-basierte Ölzustandssensoren liefern wertvolle Informationen über den Zustand von Getrieben und ermöglichen somit die langfristige Planung von Wartungsarbeiten. Derzeit verfügbare Systeme basieren meist auf nicht-dispersiven Verfahren und liefern lediglich Information über einen einzelnen Ölalterungsparameter. Zudem sind sie oftmals nur auf einen Öltyp angepasst. Miniaturisierte Infrarotspektrometer bieten die Möglichkeit, viele relevante Ölalterungsparameter simultan zu erfassen, und sind dabei gleichzeitig auf einen großen Kreis von Öltypen anwendbar. In diesem Beitrag präsentieren wir eine Methode zur Wahl eines geeigneten Spektralapparates auf Basis einer Multivariaten Kalibration. Dabei zeigen und diskutieren wir Einschränkungen der jeweiligen Spektralapparate im Hinblick auf spektrale Bandbreite, Auflösung und SNR auf die Güte der spektralen Datenauswertung. Im weiteren werden die Realisierung und Messergebnisse eines miniaturisierten Infrarotspektrometers auf Basis eines Linear Variablen Filters (LVF) zur Getriebeölüberwachung von Offshore-Windkraftgetrieben vorgestellt.
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