Messtechnik im Wandel – Wind- und Wettersensoren von Lufft

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Hochgeschwindigkeitszuggleise in China überwacht von Lufft Ventus-UMB Ultraschallsensoren

Heutzutage laufen smarte Messinstrumente automatisch und werden ferngewartet. Wir bieten hochflexible All-in-One-Sensoren an, die viele verschiedene Märkte und Kundenwünsche abdecken – sei es in der Meteorologie, Solarindustrie oder Windenergie. Um allen gerecht zu werden entstand eine modular aufgebaute Wettersensorenfamilie, die viele verschiedene Funktionen vereint. Ihr offenes UMB-Protokoll ermöglicht die einfache Integration in (bestehende) Messnetzwerke.

Der robusteste Lufft Wettersensor ist der Ultraschall-Windsensor VENTUS-UMB. Er besteht aus einem rostfreiem Aluminiumgehäuse, aus dem auch Schiffspropeller gemacht sind und somit härtesten Bedingungen stand halten.

Der Ventus stellt eine bedeutsame Komponente für den Betrieb und die Sicherheit von Windkraftanlagen dar. Bevor der Standort einer geplanten Windfarm akzeptiert wird, müssen viele Hürden überwunden werden um höchste Zuverlässigkeit der Technik zu garantieren. Die Beweisführung und die Dokumentation, die den staatlichen Genehmigern vorgelegt werden müssen, lässt sich mit einer umfangreichen Bewerbungsmappe vergleichen. Erfolgreiche und offizielle Nachweise für Korrosions-, Vibrations- und HALT-Tests, „absolute Fehlerfreiheit“ und die ständige Verbesserung sind einige von vielen Bedingungen für die Wahl und Inbetriebnahme eines Messinstruments. Trotzdem sollte der Produktpreis niedrig angesetzt sein.

Lufft erwies sich bei solchen Verfahren als zäher und wertvoller Partner, der sich nicht vor langandauernden Genehmigungsprozessen scheut. Wir sind uns bewusst, dass diese dazu dienen das bestmögliche Produkt zu finden. Die Robustheit unserer Sensoren wurde offiziell vom TÜV Süd (Internationaler Technischer Überwachungsverein) bestätigt. Das Lufft Ultraschall-Windanemometer Ventus-UMB bestand alle Test des TÜVs und wurde als Schutzklasse IP68 bewertet. Diese steht für absolute Staub- und Wasser-Dichtigkeit, selbst in Tiefen von über einem Meter. Daher eignet sich der Sensor besonders gut für Offshore-Anwendungen, egal ob auf Schiffen, Turbinen oder Messbojen. Er ist speziell für harte Bedingungen gemacht und hält starken Vibrationen, Staub, Eis, extremer Nässe, korrosiven Umweltbedingungen sowie Vögelangriffen – alles typische Herausforderungen solcher Systeme – stand.

Um die Vereisung des Mess-Instruments zu vermeiden, ist eine Heizung im Ventus integriert. Durch die Möglichkeit diesen mit den gängigen Schnittstellen (NMEA, UMB-ASCII, UMB-Binary, MODBUS für ASCII und RTU sowie SDI-12) zu verwenden, lässt sich das Anemometer leicht in verschiedene Messnetze einbinden.

Aber für welche Anwendungen wird der Ventus bereits konkret eingesetzt?

Vor kurzem konnten wir zwei große Projekte mit dem Ventus an Land ziehen, die die Wertigkeit und die Vielseitigkeit des Messgeräts zum Ausdruck bringen.

Mit der Absicht, das maritime Messnetzwek auszubauen und ausgediente Wettersensoren zu ersetzen ihres Primär-, Sekundär- und maritimen Wetterüberwachungs-Systems, suchte der DWD (Deutscher Wetterdienst) mithilfe einer großen Ausschreibung im Jahr 2014 nach geeigneten Lieferanten und Produkten. Hierfür kamen ausschließlich Geräte von höchster Genauigkeit in Frage. Sie wählten letztendlich den Lufft Ventus Ultraschall-Windsensor, der nun regelmäßig Updates an die DWD-Zentrale sendet. Diese dienen der Recherche sowie der Unterstützung von Handels- und Regierungsschiffen und haben somit große Bedeutung für die Wettervorhersage bzw. die Verkehrsicherheit auf hoher See.

Die Anforderungen an die Bewerber der Ausschreibung waren besonders hoch. Neben vielen anderen Notwendigkeiten, sollte das gesuchte Anemometer über ein geschlossenes und widerstandsfähiges Design verfügen. Da dieses Design aber mit einer größeren Messungenauigkeit verbunden ist, gab der Wetterdienst strenge Vorschriften bezüglich der Minimalabweichung der Windmessungen (Richtung und Stärke).

Aufgrund der Tatsache, dass nur wenige Hersteller existieren, die geeignete Messgeräte überhaupt anbieten können, schieden die meisten Kandidaten schnell aus. Um die eingereichten Produkte auf die Übereinstimmung mit den Bedinungen zu überprüfen, führte der DWD zusätzliche Tests im eigenen Windkanal durch.

Diese Erfolgsstory ist eine von zwei gewonnen DWD-Ausschreibungen innerhalb kurzer Zeit. Wenige Wochen zuvor entschied sich der staatliche Wetterdienst für den Lufft Wolkenhöhensensor CHM 15k.

Chinas Hochgeschwindigkeitszüge: Strenge Überwachung zur Gewährleistung der Reise-Sicherheit

In einem anderen wichtigen Beispiel, kamen die Lufft-Wettersensoren entlang von Hochgeschwindigkeits-Zugschienen in China zum Einsatz. Da die Züge Geschwindigkeiten von bis zu 400 km/h erreichen, benötigen sie ausgeklügelte Mess-Systeme zur Gewährleistung der einwandfreien Funktion und Sicherheit. Mit befahrenen Bahnstrecken von insgesamt rund 9.300 km Länge (Stand 2014) und einer momentanen Verdopplung dieser Länge im letzten Jahr auf insgesamt 18,000 km ist China Weltrekordhalter beim Zugverkehr. Um solch immensen Erweiterungen gut zu meistern und die fertigen Schienen optimal instand zu halten, verlässt sich die chinesische Bahn auf Lufft Wettersensoren. Spezielle Windmessungen sind nötig um Schnellzüge selbst bei starken Winden in den Schienen zu halten. Hierzu ließen die Betreiber allein im letzten Jahr 400 Lufft-Kompaktwettersensoren im 5 km-Abstand entlang der Schienen installieren, die regelmäßige Echtzeit-Messungen an große Überwachungszentren der Bahn liefern. Falls es zu kritischen Umweltbedingungen kommt, passen sich die Geschwindigkeiten der Züge automatisch an.

Neben den Windsensoren kommen hier auch die Wettersensoren WS400-UMB, WS500-UMB und WS600-UMB zum Einsatz. Das Zusammenspiel der Sensoren, die alle redundant laufen, schafft ein hohes Maß an Sicherheit und lückenloser Messdaten-Versorgung.

In den kommenden Jahren wird China das Streckennetz der Hochgeschiwndigkeits-Züge weiter ausbauen. Ein großes Projekt wird derzeit zwischen Lanzhou und Urumqi verwirklicht. Hier entsteht eine neue 1,700 km lange Hochgeschwindigkeits-Linie, die kritischen Umweltbedingungen standhalten muss. Lufft stellt auch für dieses Vorhaben die geeigneten Messsysteme zur Verfügung und hilft dadurch für die Transportsicherheit von Personen sowie Gütern im ganzen Land zu sorgen.

Diese Beispiele zeigen, welch wichtige Aufgaben Lufft Wettersensoren wie der Ventus bzw. Mitglieder der WS-Familie übernhemen. Außerdem wird hier die Flexibilität der Sensoren deutlich, indem sie hohe Anforderungen verschiedenster Kunden erfüllen.

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