Leiterplattenbasierte Sensoren zur Überwachung und Früherkennung von Korrosionsschäden

Abstract:
Korrosionsbedingte Ausfälle an elektrischen und elektronischen Baugruppen führen oftmals zu teuren Folgeschäden. Insbesondere sind Baugruppen in Anlagen der Wasser- und Abwasserwirtschaft betroffen, da dort eine besonders korrosive Atmosphäre herrschen kann und mit der Zeit Kurzschlüsse, Unterbrechungen oder erhöhte Übergangswiderstände entstehen. Basierend auf dem Ansatz der vorausschauenden Wartung wird ein leiterplattenbasierter Sensor vorgestellt, dessen elektrisches Ausgangssignal proportional zur kumulierten Korrosionsbelastung ist. Die Materialien des leiterplattenbasierten Sensors werden so gewählt, dass sie den typischen Schwachstellen der zu überwachenden Baugruppe entsprechen. Über ein messdatenbasiertes Modell kann damit eine Vorhersage des wahrscheinlichen Ausfallzeitpunktes erfolgen. Im Vergleich zu Spezialausführungen für den Einsatz in rauen Umgebungen kann eine so erfolgte Lebensdauermaximierung preiswerterer Standardkomponenten ökonomischer sein. Zur Verfeinerung des Modells werden im Labor korrosive Atmosphären nachgestellt und ein Zusammenhang zwischen dem Signal des Sensors und dem Funktionszustand der zu überwachenden Baugruppe hergestellt. Der Vorteil des Konzeptes gegenüber konventionellen Korrosionsschutzmaßnahmen, wie der hermetischen Versiegelung von Schaltkomponenten oder der Klimatisierung der Schaltanlagen, liegt in der preiswerten Umsetzung, in der Anpassbarkeit an verschiedene und neue Baugruppen und in der Möglichkeit der Integration in bestehende technische Systeme.