Flexibel durch Netzwerkfähigkeit

Der Bedarf an einer mehrkanaligen Datenerfassung steigt ständig. Messanforderungen und Prozessabläufe werden komplexer und auch Aufgabenstellungen aus dem Umweltschutz, der Energiewirtschaft u. a. verlangen nach einer vielkanaligen lückenlosen Datenerfassung auch über längere Zeiträume.

Wurden früher für die Langzeit-Messdatenaufzeichnung viele Meter an Papier verbraucht und die Kanalzahl war nicht nur durch die Papierbreite begrenzt, werden seit rund 15 Jahren auch Schreiber erfolgreich eingesetzt, die bis zu 16 Kanäle gleichzeitig aufzeichnen können. Die Aufzeichendauer ist dabei nur von der Speichertiefe pro Kanal und vom Abtastintervall begrenzt. Anwender, die bislang Hybridrecorder einsetzen und die ein kleineres und einfacher zu bedienendes Gerät suchen, sind mit einem Datenlogger gut bedient. Aber auch für die Langzeitaufnahme von Daten über Wochen und Monate und mit einer hohen Zahl an Kanälen ist der Datenlogger die erste Wahl.

Etwa die Größe eines DIN B5-Taschenbuches haben die netz- und batteriebetriebenen Datenlogger Hioki Modell 8420-01 (8 Kanäle) und 8421-01 (16 Kanäle), die an dieser Stelle als Vertreter von modernen Datenloggern vorgestellt werden sollen. Sie können Temperaturen (über Thermoelement K, E, J usw. oder Pt100), relative Feuchte (über Feuchtesensor), Spannungen (0–30 VACrms, 60 VDC) und Impulse in Echtzeit aufzeichnen. Dabei sind bis zu 16 Kanäle gleichzeitig erfassbar, die Genauigkeit ist 16 bit und mit einer Abtastrate >100 ms werden selbst schnelle Signale präzise abgebildet. Alle Messbereiche und die Auflösung zeigt Tabelle 1.

Wie bei Hybridrecordern werden alle Daten gleichzeitig numerisch digital und grafisch auf einem 5,70-Farb-LCD-Display dargestellt. Dabei kann zur besseren Übersicht und zur Vermeidung von Fehlinterpretationen jedem Kanal eine eigene Farbe zugewiesen werden (Bild 2). Vier separate Eingänge sind für die Auswertung und Aufsummierung von Impulsen ausgelegt. Somit ist z.B. die kumulative Leistung gleichzeitig mit der Temperatur mess- und auswertbar. Auch können Impulse von Durchflussaufnehmern zur kumulativen Darstellung des Durchflusses gemeinsam mit der Temperatur verwendet werden. An die Thermoelement-Eingänge können auch Spannungen direkt angelegt werden (Bereiche siehe Tabelle 1). Ein wichtiges Merkmal ist auch die galvanische Trennung der Eingänge untereinander.

Über die Echtzeit-Speicherfunktionen können die dargestellten Daten gleichzeitig auf ATA-PC-Karten der Größe 32 oder 64 MB aufgezeichnet werden. Je nach Aufzeichnungsintervall, Kanalzahl und Speichergröße, unterstützt werden bis zu 528 MB, ist eine Aufzeichnungsdauer von z.B. 36 Tagen ( bei 100ms, 1 Kanal und 64 MB) bis zu sieben Jahren und 145 Tagen (bei 2 min, 16 Kanälen und 64 MB) möglich. Die Daten im internen Speicher des Loggers werden bei Stromausfall etwa 1 Stunde nichtflüchtig gespeichert.

Ein serienmäßiger Netzwerkanschluss (Ethernet mit TCP/IP-Protokoll) führt zu einer hohen Flexibilität beim Einsatz. Mit ihm ergeben sich zusätzliche Speichermöglichkeiten und gleichzeitig ist die Fernsteuerung/überwachung von bis zu 16 Loggern auf einfache Weise möglich (Bild 3).

Die mechanische Ausstattung der Modelle Hioki 8420/21 steht der elektrischen in keiner Weise nach. Der Anschluss bereits ortsfest montierter Sensoren erfolgt über einen abnehmbaren Anschlussblock (Bild 4). Das heißt Sensoren können vorab mit dem Klemmenblock verbunden und dann gemeinsam an den Logger angeschlossen werden.

Ebenfalls aufsteckbar ist eine Druckereinheit für Thermopapier von 112 mm Breite und bis zu 18 m lang und ein digitales I/O-Modul für bis zu 16 Kanäle zusätzlich zu den 16 Analogkanälen.

Das Digital-I/O-Modul bietet zusätzlich Platz für einen zweiten Akku zur Verdoppelung der Aufzeichnungsdauer bei Batteriebetrieb.

Hier einige Applikationsbeispiele, an denen die Vorteile beim Einsatz des Modells 8420/21 verdeutlicht werden können. Eine wichtige Anwendung findet sich in der Produktion von Elektronikkomponenten bei der Überwachung der Fertigung und im Endtest. Aber auch in der Bauelemente-Entwicklung (hier z.B. mehrkanalige Temperaturmessung im Inneren von Komponenten in Abhängigkeit von der Belastung) und in der Qualitätssicherung (Temperaturbereich/-zyklen, Spannungstest mit wechselnden Spannungen). Das zum Beispiel die kumulative Leistung gleichzeitig mit der Temperatur gemessen werden kann, wirkt sich besonders vorteilhaft in der Qualitätssicherung und Betriebsüberwachung von elektrischen Heiz- und Kühleinrichtungen, von Motoren oder Montagestraßen aus. Mögliche Applikationsfelder sind deshalb auch in der Gas- und Stromversorgung (z.B. Leistungsaufnahme- und Zimmertemperatur-Monitoring) zu finden. In der Gasversorgung geht es auch um die zusammenhängende Erfassung und Korrelation der Größen Durchfluss, Druck und Temperatur. Weitere Applikationen ergeben sich im Automobilbau (Motorentwicklung, Temperatursteuerung beim Kühltransport) im Gebäude- und Fabrikmanagement usw.

Bei den genannten Anwendungen kann das Modell 8420/21 seine Vorteile voll ausspielen. Es bietet die Möglichkeiten eines Hybridrecorders, übertrifft diese aber mit der Abtast-rate von 100ms und mit seinen kompakten Abmessungen. Temperaturen können mit einem einzigen Gerät an 16 Stellen gleichzeitig erfasst werden, über LAN unter Verwendung des Logger Communicator Programms Hioki 9334 sogar an bis zu 256 Punkten. Das PC-Programm bietet cursorgesteuert zusätzliche Funktionen wie z.B. die grafische Darstellung der Signalform in Echtzeit, die Umwandlung von Cursormessungen in CSV-Text oder DADiSP-Format. An den Datenlogger können alle gängigen Sensortypen angeschlossen werden. Über die Impulseingänge sind kumulative Leistungsmessungen möglich und über die Spannungseingänge können viele physikalischen Größen von entsprechenden Sensoren erfasst werden. Die Aufzeichnungsmenge kann bis zu 2 GB reichen und ist abhängig davon, ob die ATA-PC Karten oder über LAN die Festplatte des PCs verwendet wird. Selbst mit nur einer PC-Karte im Logger sind Langzeitaufzeichnungen möglich: z.B. mit einer 64 MB Karte bis zu drei Jahre und 255 Tage (bei 16 Kanälen und einem Aufzeichnungs-Intervall von 1 Minute). Während einer Messung können früher aufgenommene Daten betrachtet werden. Dies ist durch horizontales Verschieben des Bildausschnittes möglich, während die Echtzeitaufzeichnung weiter läuft.