Unterwasser - Logger

Unterwasser - Logger

Für ein Forschungsvorhaben, das sich mit der Druckverteilung auf Schiffspropellern befasste, wurde 1997 ein Aufzeichnungsgerät (Logger) entwickelt, das, in der Nabe eines Schiffspropellers eingebaut, Widerstands-Messdaten aufnehmen sollte.
Vorgaben waren: Gekapselter, sprich: Batterie-Betrieb, geringes Volumen, möglichst große Speicherkapazität, eigenständige Erkennung und Klassierung von Betriebszuständen (insbesondere, weil die Probefahrt erst nach einer unbestimmbaren Zeit nach dem Einbau auf der Werft beginnen sollte).
Gelöst wurde das Problem durch SMD-Technik, Verwendung eines kleinen Controllers, eine mehrstufige Einschalt-Steuerung, einen Beschleunigungssensor für die Eigendrehzahlbestimmung über die Erdbeschleunigung, einen 8-Kanal-Analog/Digitalwandler und eine 40MB - PCMCIA / ATA - Speicherkarte (1997 die Verfügbarkeitsgrenze, auf der Unterseite der Platine, siehe Foto).

... 2001 gab es eine Weiterentwicklung:

Die Voraussetzungen waren ähnlich geblieben, allerdings sollten die Spannungen im Schiffspropeller jetzt mit Dehnmessstreifen (DMS) erfasst werden, was nun auf 16 Kanälen erfolgen sollte. Die Entwicklungszeit war stark reduziert, so waren Beschaffungsprobleme bei den Bauteilen und ein Umstieg auf einen geeigneten Controller die vorrangigen Herausforderungen. Das Messprogramm wurde abgewandelt, weil es inzwischen von der verfügbaren Speicherkapazität her möglich wurde, über die Dauer der Probefahrt fast durchgängig aufzuzeichnen.

Zum Einsatz kamen: Ein schnellerer Controller aus Motorolas HC11-Familie, Flash-Speicherkarten der inzwischen erhältlichen Kapazität von 1000 MB (zum damaligen Stückpreis von ca. 4000.- DM !), hochempfindliche Brückenverstärker für die DMS und ein spezialisiertes Kompressionsverfahren für die Daten, das die relativ geringe Dynamik der Messsignale ausnutzt.

Die Installation zweier Logger-Exemplare erfolgte im Juni 2001 am Atlantik in Saint-Nazaire/Nantes in Frankreich:

Die Zeit für den Einbau war knapp, er erfolgte überdies unter erschwerten Bedingungen, da zunächst bei der Anreise das Gepäck verloren ging und erst mit einem Tag Verspätung eintraf. Der Termin lag fest, an dem das Dock geflutet werden sollte, so dass alle beteiligten Lieferanten darauf drängten, ihre Arbeiten, die sich teilweise zeitlich überlagerten, zu erledigen.
.. im Juli 2001 erfolgte die Probefahrt, bei der sich zeigen sollte, wie zuverlässig die Aufzeichnung war...

Das Ergebnis:

Die Aufzeichnung hat perfekt funktioniert, wie sich nach dem Ausbau im September herausstellte. Allerdings haben die meisten Sensoren und Kabel trotz intensiver Vorversuche des Kunden nicht standgehalten. Der Propeller dreht mit seinen ca. 6 Metern Durchmesser bis zu 180 U/min, eine gewaltige Belastung ergibt sich in der Strömung! Nicht beachtet wurde beim Manövrieren, dass der Rückwärtslauf der Propeller im Hafenbecken die Kabel gefährdete. Eine Messstelle an der Propellernabe, die naturgemäß weniger beansprucht war, und die bis zuletzt gehalten hat, zeigte, dass die Logger wie gewünscht gearbeitet haben. Selbst die Sorge bezüglich Dichtigkeit des Gehäuses erwies sich als unbegründet. Das trotzdem traurige Ergebnis sollte zu einer Wiederholung der Messung führen, mit noch unbestimmtem Termin...