De waarheid achter de inclinosensor

Inclinosensoren worden gebruikt om een ‘scheefstand’ te meten. De zeer betrouwbare en nauwkeurige meetelementen worden daarom veelvuldig toegepast om te controleren of bepaalde constructies ‘recht’ staan. Of het nu gaat om statische gebouwen of juist mobiele voertuigen zoals hoogwerkers of kranen waarbij ook de veiligheid van mensen een rol speelt. Wie de werking snapt, begrijpt ook wat de sensor in de vele sectoren kan betekenen.

Krachten die in lijn staan met de zwaartekracht (loodrecht op de aarde) leveren in de praktijk weinig problemen op in constructies en (mobiele) machines en apparaten. Wanneer ze ook maar íets afwijken, of met andere woorden: scheef staan, initiëren ze echter koppels en leiden tot belastingen die minder wenselijk of zelfs gevaarlijk kunnen zijn. In het verleden gebruikten bouwmeesters een schietlood om te bepalen of hun bouwwerk wel recht stond. Een puur mechanische oplossing bestaande uit een touw waaraan een massa werd bevestigd. Deze massa wordt door de zwaartekracht naar de aarde getrokken waarna het touw de loodrechte richting aangeeft. Dé referentielijn waarmee de loodrechtheid van een gebouw was te controleren. In een later stadium werd tevens een gradenboog toegevoegd waarmee mogelijke afwijkingen nauwkeurig waren te kwantificeren.

Elektronisch schietlood: de inclinosensor     

In de huidige tijd is het mechanische schietlood vervangen door een elektronische oplossing in de vorm van een zogenaamde inclinosensor. Dit type sensor werkt op basis van een MEMS (Micro Electro Mechanical System) chip, vervaardigd van silicium, en meet eveneens de hoek ten opzichte van de loodlijn op de aarde. In de MEMS-chip is hiertoe een massa aangebracht die zich kan bewegen tussen twee of meer vaste platen zoals in onderstaande afbeelding weergegeven. Het kantelen van Ouderwets schietlood de chip ten opzichte van de loodlijn op de aarde, zal leiden tot een verschuiving van de massa (oranje) tussen de vaste platen (groen). Deze versnelling zorgt voor een verandering van de capacitieve waarde tussen deze oppervlakken waarbij dit verschil is om te zetten in een spanning. De waarde van deze spanning is vervolgens een maat voor de hoek die de sensor maakt ten opzichte van de loodlijn op de aarde. Op deze manier is de scheefstand van de sensor en hiermee het voorwerp waaraan hij is bevestigd, vast te stellen.

Toepassingen van de inclinosensor

Inclinosensoren worden logischerwijs ingezet in applicaties waarin het belangrijk is om te weten of er sprake is van scheefstand en de gebruiker deze scheefstand wil kunnen controleren en beheersen. Zo kan de overschrijding van een bepaalde waarde bij objecten, machines of voertuigen leiden tot een waarschuwing, een automatische correctie of stilstand.

Voorbeelden
Een goed voorbeeld van een toepassing betreffen hoogwerkers waar mensen boven in de bak aan het werk zijn. Scheefstand is tot een bepaalde waarde toegestaan, de grens ligt bij 5°, en kan bij het overschrijden van deze waarde tot gevaarlijke situaties leiden. De combinatie van een inclinosensor, een PLC en het juiste programma maakt het mogelijk om deze grens te bewaken. Wanneer deze wordt overschreden initieert de PLC bijvoorbeeld een akoestisch signaal of zet de hoogwerker stil. Deze controle wordt in het kader van de wet- en regelgeving (onder andere de Arbeidsomstandighedenwet) steeds belangrijker. Zo worden er bijvoorbeeld strenge eisen gesteld aan de hoek die mobiele hef- en hijsapparatuur maakt op de opstelplek. Door deze voortdurend te monitoren en de data eventueel op te slaan, kan bij een mogelijke calamiteit worden aangetoond dat dit veiligheidsaspect in orde was.

Een ander voorbeeld betreft het monitoren van de scheefstand van (hijs)kranen. Afhankelijk van de last mag de giek een bepaalde maximale scheefstand hebben die met een inclinometer eenvoudig is te monitoren. Belangrijk om te controleren aangezien overschrijding hiervan kan leiden tot het kantelen van de kraan; een gebeurtenis die we de afgelopen jaren vaker in de krant zijn tegengekomen. Verder worden de sensoren gebruikt in landbouwmachines, scheepvaart (roll- en pitch metingen), voor het waterpas stellen van platforms, hoekbewaking van meerdelige uitzetarmen zoals betonpompen en weegtoepassingen.

Voordelen van een inclinosensor

Een belangrijk voordeel van een inclinosensor is de maximaal betrouwbare werking bij een hoge nauwkeurigheid. Deze berust immers op de zwaartekracht die altijd en overal aanwezig is. Daarnaast is het een relatief eenvoudige sensor zonder bewegende delen waarmee een complete machine of constructie kan worden gemonitord op scheefstand. Dit betekent de mogelijkheid tot het waarborgen van de veiligheid van mensen (letsel) en omgeving (schade). De functionele veiligheid loopt daarbij op tot maximaal SIL2/PLd

Rol Rotero

Rotero voorziet in een ruim pakket inclinosensoren van DIS Sensors en heeft alle kennis en ervaring om deze componenten op de juiste manier toe te passen. Verder is een bijbehorend programma toebehoren beschikbaar die de functionaliteit van de inclinometers vergroot en verder verbetert. Zelf de meest geschikte sensor voor een specifieke toepassing selecteren is ook direct mogelijk via de productselector op de site van DIS Sensors.