Einleitung

Ein berührungsloser Drehzahlmesser ermöglicht die Messung der Drehzahl von Motoren, Lüftern, Wellen, Riemenscheiben und anderen rotierenden Komponenten, ohne dass das Messgerät das Bauteil berührt.

Die meisten Geräte arbeiten optisch oder laserbasiert. Dabei wird eine Reflexmarke auf dem rotierenden Bauteil erfasst. Aus der Anzahl der erkannten Refleximpulse pro Zeiteinheit berechnet das Gerät die Drehzahl.

Die Messqualität hängt daher nicht nur vom Messgerät selbst ab, sondern auch von Reflexmarke, Oberfläche, Messabstand, Messwinkel, Umgebungslicht und Betriebszustand der Maschine.

Bei stark schwankenden, deutlich zu hohen oder zu niedrigen Werten beziehungsweise fehlender Anzeige sollten zunächst die Messbedingungen und das optische Signal überprüft werden.

Das Wichtigste auf einen Blick

● Eine zuverlässige berührungslose Drehzahlmessung erfordert ein klares und stabiles Reflexsignal.
● Fehlerhaft angebrachte Reflexmarken gehören zu den häufigsten Ursachen für Messabweichungen.
● Messabstand, Messwinkel und Position des Lichtstrahls beeinflussen die Signalerfassung unmittelbar.
● Starkes Umgebungslicht und zusätzliche reflektierende Flächen können die Messung stören.
● Vibrationen, Rundlauffehler oder tatsächliche Drehzahlschwankungen können ebenfalls zu instabilen Anzeigen führen.
● Vor der Annahme eines Gerätefehlers sollten zunächst Messaufbau und Anwendung geprüft werden.

Warum kann ein berührungsloser Drehzahlmesser falsch messen?

Ein berührungsloser Drehzahlmesser richtet einen Licht- oder Laserstrahl auf ein rotierendes Bauteil und erfasst das von einer Reflexmarke oder einer stark reflektierenden Fläche zurückgeworfene Signal.

Passiert die Reflexmarke den Erfassungsbereich einmal pro Umdrehung, registriert das Gerät einen Impuls und berechnet daraus die Drehzahl.

Wird das Reflexsignal nicht eindeutig erkannt, kann das Messergebnis verfälscht werden.

Werden beispielsweise mehrere Reflexe pro Umdrehung registriert, kann die angezeigte Drehzahl zu hoch sein. Werden einzelne Impulse nicht erkannt, kann der Wert zu niedrig sein, schwanken oder vollständig ausfallen.

Reflexmarke ist nicht korrekt angebracht

Bei Geräten, die mit Reflexfolie oder Reflexmarken arbeiten, ist deren korrekte Anbringung entscheidend.

Typische Probleme sind:

● Die Reflexfläche ist zu klein und liefert kein ausreichend starkes Signal.
● Staub, Öl, Verschleiß oder Verschmutzung vermindern die Reflexion.
● Die Marke befindet sich auf einer unebenen, gekrümmten oder instabilen Fläche.
● Pro Umdrehung sind mehrere stark reflektierende Stellen vorhanden.
● Die Umgebung der Reflexmarke reflektiert ebenfalls stark und reduziert den optischen Kontrast.

Die Reflexmarke sollte auf einer sauberen, ebenen und stabilen Stelle angebracht werden, die den Messstrahl bei jeder Umdrehung zuverlässig passiert.

Bei stark reflektierenden Oberflächen kann es hilfreich sein, unerwünschte Reflexionen im Umfeld der Marke zu reduzieren.

Ungeeigneter Messabstand

Jeder berührungslose Drehzahlmesser verfügt über einen vorgesehenen Arbeits- beziehungsweise Messabstand.

Ist der Abstand zu groß oder optisch ungünstig, kann das zurückkehrende Signal zu schwach oder instabil werden.

Die Messung sollte deshalb innerhalb des vom Hersteller angegebenen Bereichs durchgeführt werden. Das Gerät sollte während der Messung möglichst ruhig gehalten werden.

Schwankt die Anzeige, kann eine leichte Anpassung des Abstands innerhalb des zulässigen Bereichs helfen, eine stabilere Signalposition zu finden.

Falscher Messwinkel

Ein sichtbarer Laserpunkt auf der Reflexmarke bedeutet nicht automatisch, dass das reflektierte Licht optimal zum Empfänger zurückgelangt.

Bei einem zu großen Winkel kann das reflektierte Licht am Empfangssystem vorbeigelenkt werden.

Der Messstrahl sollte den Laufweg der Reflexmarke zuverlässig treffen. Der Gerätewinkel sollte so angepasst werden, dass ein stabiles Signal entsteht.

Besondere Aufmerksamkeit ist bei kleinen, gekrümmten oder geneigten rotierenden Flächen erforderlich.

Während der Messung sollte der Winkel möglichst konstant bleiben.

Störungen durch Umgebungslicht

Direktes Sonnenlicht, starke Leuchten, blinkende Lichtquellen und stark reflektierende Flächen können die optische Erfassung beeinflussen.

Dies ist besonders bei Außenmessungen, in der Nähe leistungsstarker Beleuchtung oder bei polierten Metalloberflächen relevant.

Mögliche Maßnahmen:

● Messposition oder Winkel verändern.
● Direkten Lichteinfall in den optischen Empfänger vermeiden.
● Unnötige reflektierende Flächen im Messbereich reduzieren.
● Die lokale Messumgebung verbessern, sofern dies sicher möglich ist.

Ungeeignete Reflexionseigenschaften der Oberfläche

Materialien unterscheiden sich deutlich in ihrem Reflexionsverhalten.

Dunkle, raue oder stark lichtabsorbierende Oberflächen können nur ein schwaches Signal zurückwerfen. Hochglanz- oder spiegelnde Metallflächen können dagegen mehrere beziehungsweise instabile Reflexe erzeugen.

Aus diesem Grund werden bei optischen oder Laser-Drehzahlmessern häufig Reflexmarken verwendet. Sie erzeugen einen klaren Kontrast zwischen Ziel und Hintergrund.

Ist eine direkte Messung auf der vorhandenen Oberfläche instabil, sollte entsprechend der Bedienungsanleitung eine geeignete Reflexmarke verwendet werden.

Mehrere Reflexpunkte führen zu einer zu hohen Anzeige

Bei einer Messung mit einem Impuls pro Umdrehung sollte idealerweise nur eine wirksame Reflexstelle vorhanden sein.

Werden zwei oder mehrere Reflexpunkte erkannt, kann das Gerät innerhalb einer Umdrehung mehrere Impulse zählen.

Werden beispielsweise zwei Signale pro tatsächlicher Umdrehung erkannt, kann die Anzeige ungefähr das Doppelte der realen Drehzahl betragen.

Bei auffällig hohen, relativ konstanten Messwerten sollte geprüft werden:

● Ob mehrere Reflexmarken angebracht wurden.
● Ob Schrauben, polierte Kanten, Beschriftungen oder Metallteile zusätzliche Reflexe erzeugen.
● Ob der Messstrahl mehrere reflektierende Bereiche überstreicht.

Vibrationen oder Rundlauffehler des rotierenden Bauteils

Vibriert eine Welle, ein Lüfter oder eine Riemenscheibe stark oder weist sie Rundlauf- beziehungsweise Axialbewegungen auf, kann sich die Position der Reflexmarke während der Rotation verändern.

Verlässt die Marke zeitweise den Erfassungsbereich, können einzelne Impulse verloren gehen.

Eine schwankende Anzeige bedeutet daher nicht zwangsläufig einen Fehler des Drehzahlmessers. Sie kann auch auf einen instabilen mechanischen Lauf hinweisen.

Soweit dies gefahrlos möglich ist, sollte die Maschine auf übermäßige Vibration, Unwucht, Lockerungen und Rundlauffehler geprüft werden.

Die tatsächliche Drehzahl schwankt

Viele Maschinen laufen nicht mit vollkommen konstanter Drehzahl.

Während des Anlaufs, bei Laständerungen, Regelvorgängen oder wechselnden Betriebsbedingungen kann sich die reale Drehzahl kontinuierlich ändern.

Daher sollte zwischen zwei Situationen unterschieden werden:

● Die tatsächliche Drehzahl ist stabil, die Anzeige schwankt jedoch stark.
● Die tatsächliche Drehzahl ändert sich und das Messgerät bildet diese Änderungen korrekt ab.

Im zweiten Fall sind schwankende Werte kein Messfehler.

Verschmutzte optische Fenster

Staub, Ölnebel und andere Verunreinigungen auf den Sende- oder Empfangsfenstern können die Signalqualität beeinträchtigen.

Dies ist besonders in industriellen Wartungsumgebungen häufig.

Die optischen Flächen sollten regelmäßig kontrolliert und entsprechend den Herstellerhinweisen gereinigt werden.

Harte Gegenstände oder aggressive Reinigungsmittel, die die Optik beschädigen könnten, sollten vermieden werden.

Niedriger Batteriestand

Ein schwacher Batteriestand kann bei manchen Geräten zu einer dunklen Anzeige, instabilem Betrieb oder eingeschränkter optischer Signalerfassung führen.

Zeigt das Gerät eine Batteriewarnung an oder wurde es lange verwendet, sollte die Batterie ersetzt und die Messung anschließend wiederholt werden.

Messbereich oder Geräteleistung passen nicht zur Anwendung

Jeder Drehzahlmesser besitzt definierte Spezifikationen für Messbereich, Auflösung und Genauigkeit.

Liegt die tatsächliche Drehzahl außerhalb des spezifizierten Bereichs oder stellt die Anwendung höhere Anforderungen an Genauigkeit beziehungsweise Reaktionsgeschwindigkeit, kann das Ergebnis die Erwartungen nicht erfüllen.

Zu prüfen sind:

● Liegt die Drehzahl innerhalb des spezifizierten Messbereichs?
● Ist die Genauigkeit für die Anwendung ausreichend?
● Ist die Auflösung für die erforderliche Beobachtung von Drehzahländerungen geeignet?
● Entsprechen die Umgebungsbedingungen den Betriebsbedingungen des Geräts?

Messbereich, Auflösung und Genauigkeit sind unterschiedliche Kenngrößen. Die Anzahl der Displaystellen allein sagt nichts über die tatsächliche Messgenauigkeit aus.

Wie lässt sich eine ungenaue Messung systematisch prüfen?

Eine sinnvolle Reihenfolge ist:

● Prüfen, ob die Drehzahl im spezifizierten Messbereich liegt.
● Reflexmarke auf Sauberkeit, Beschädigung und festen Sitz prüfen.
● Sicherstellen, dass pro Umdrehung nur eine wirksame Reflexstelle erfasst wird.
● Prüfen, ob der Messstrahl den Laufweg der Reflexmarke korrekt trifft.
● Messabstand innerhalb des zulässigen Bereichs anpassen.
● Messwinkel auf ein stabiles Reflexsignal optimieren.
● Störungen durch Sonnenlicht, starke Beleuchtung und andere reflektierende Flächen reduzieren.
● Rotierende Bauteile auf Vibration, Unwucht und Axialbewegungen prüfen.
● Optische Sende- und Empfangsfenster reinigen.
● Batteriezustand kontrollieren und bei Bedarf die Batterie ersetzen.
● Die Messung an einer Maschine mit möglichst stabiler Drehzahl wiederholen und die Wiederholbarkeit beurteilen.

Bleiben trotz korrektem Messaufbau und stabiler Maschine deutliche Abweichungen bestehen, sollte das Messgerät überprüft und gegebenenfalls fachgerecht getestet oder kalibriert werden.

FAQ

Warum schwankt die Anzeige meines berührungslosen Drehzahlmessers ständig?

Häufige Ursachen sind ein instabiles Reflexsignal, ungünstige Position der Reflexmarke, wechselnder Messabstand oder Winkel, Fremdlicht, Vibrationen oder tatsächliche Drehzahlschwankungen.

Warum ist die gemessene Drehzahl deutlich höher als erwartet?

Möglicherweise erkennt das Gerät mehrere Reflexpunkte pro Umdrehung. Dadurch werden mehrere Impulse gezählt und eine zu hohe Drehzahl angezeigt.

Warum sehe ich den Laserpunkt, erhalte aber keinen Messwert?

Der Laserpunkt dient hauptsächlich zur Ausrichtung. Entscheidend ist, ob das Empfangssystem ein ausreichend starkes und reproduzierbares Reflexsignal erkennt.

Ist eine größere Reflexmarke grundsätzlich besser?

Nein. Entscheidend sind ein klarer optischer Kontrast, eine stabile Position und nur ein eindeutiges Reflexsignal pro Umdrehung.

Kann ohne Reflexmarke gemessen werden?

Bei Oberflächen mit ausreichend deutlichem Reflexionskontrast kann dies teilweise möglich sein. Für reproduzierbare Messungen ist bei entsprechend ausgelegten Geräten jedoch eine geeignete Reflexmarke empfehlenswert.

Bedeutet eine schwankende Anzeige, dass das Gerät defekt ist?

Nicht unbedingt. Messabstand, Winkel, Reflexmarke, Fremdlicht, Vibration und reale Drehzahlschwankungen sollten zuerst ausgeschlossen werden.

Fazit

Ungenaue Messwerte eines berührungslosen Drehzahlmessers bedeuten nicht automatisch, dass das Gerät defekt ist. Für optische und laserbasierte Drehzahlmessungen ist ein klares, stabiles und eindeutiges periodisches Reflexsignal entscheidend.

Fehlerhaft angebrachte Reflexmarken, mehrere Reflexpunkte, ungeeigneter Abstand oder Winkel, Fremdlicht, verschmutzte Optik, mechanische Vibrationen und tatsächliche Drehzahländerungen können die Anzeige verfälschen.

Bei der Fehlersuche empfiehlt sich die Reihenfolge: Reflexmarke, optischer Pfad, Abstand und Winkel, Umgebung, Maschinenzustand und anschließend das Messgerät selbst.