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[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anordnung zur zuverlässigen, berührungsfreien Messung der Temperatur und/oder anderer physikalischer Größen an bewegten Teilen im Inneren von elektrischen Maschinen. 

[0002] In der Entwicklung wie auch im Betrieb elektrischer Maschinen, beispielsweise ein- oder mehrphasiger Wechselspannungsmotoren bzw. -generatoren, ist die kontinuierliche Echtzeit-Verfolgung charakteristischer Betriebsparameter von hohem praktischem Interesse. Zu den relevanten Größen zählen, neben routinemäßig erfassten Parametern wie Strom/Spannung und Drehzahl, insbesonders die Temperatur(en) im Maschineninneren, etwa im Läufer, oder/und Drehmomente, z.B. an der Maschinenwelle. Diese Parameter können in Folge in bekannter Weise sowohl in der Systementwicklung und -optimierung als auch zur Überwachung und Regelung der Maschine im Betrieb verwendet werden. Dies ist insbesonders in elektrischen Großmaschinen mit einer Nennleistung von 100 kW und mehr von hoher Relevanz. Somit ist hier ein beträchtliches technisches wie kommerzielles Interesse an zuverlässigen Lösungen gegeben. 

[0003] Während physikalische Parameter in stationären Bauteilen mit Standardmethoden, wie Thermoelementen, etc., einfach und zuverlässig erfasst werden können, existiert für die Messung von Temperaturen und/oder mechanischen Belastungen an rotierenden Teilen innerhalb von elektrischen Maschinen bislang keine technisch vollständig zufriedenstellende Lösung. 

[0004] Es ist Stand der Technik, mechanische Belastungen wie auch Temperaturen mit Hilfe kabelgebundener Sensoren zu erfassen; dies bedingt für rotierende bzw. sonstig bewegte Teile eine Signalübertragung über Schleif(ring)kontakte. Obwohl diese den Einsatz eines weiten Bereichs unterschiedlicher Messmittel ermöglichen, unterliegen Schleifkontakte diversen praktischen Beschränkungen. Wesentlich sind der Platzbedarf, insbesonders in Folge der erforderlichen Abschirmung der Schleifkontakte gegen Interferenzen durch die in elektrischen Maschinen auftretenden Felder, die verschleißbedingt begrenzte Lebensdauer sowie Limitationen der zulässigen Relativgeschwindigkeit/Drehzahl und/oder Betriebstemperatur. 

[0005] Eine vorteilhafte Alternative dazu stellen berührungsfreie Messverfahren dar. 

[0006] Für die Temperaturmessung kommt zunächst die Messung mittels pyrometrischer Verfahren in Betracht. Obwohl, beispielsweise über Faseroptiken, gut integrierbar, ist diese Messmethode auf optisch zugängliche Oberflächen beschränkt; Messungen im Inneren z.B. eines Kurzschlussläufers sind so nicht möglich, und Einbauten wie auch Reflexionen im Inneren stellen ein beträchtliches praktisches Problem dar. 

[0007] Eine weitere verbreitete Möglichkeit zur berührungsfreien Messung ist die Verwendung von Funksensoren. Derartige Systeme sind standardmäßig für alle relevanten Messparameter verfügbar, zumeist in wahlweise aktiver oder passiver Form. Im Gegensatz zu optischen Verfahren kann mit Funksensoren auch durch nicht-metallische Einbauten, wie sie häufig beispielsweise zur Belüftung bzw. Kühlluftführung verwendet werden, hindurch gemessen werden. Ein wesentlich die Anwendbarkeit von Standard-Funksensoren limitierender Faktor ist hier die zulässige Betriebstemperatur. Halbleiterbasierte Sensoren sind typischerweise auf Dauergebrauchstemperaturen ≤ 125°C beschränkt, wohingegen in elektrischen Leistungsmaschinen im Betrieb Temperaturen von 200°C und mehr auftreten können. 

[0008] Ein möglicher Ansatz für derartige Hochtemperatur-Applikationen ist die Verwendung von SAW (Surface Acoustic Wave, akustische Oberflächenwellen) Sensoren. Diese können zur Messung von Temperaturen, mechanischen Spannungen und/oder Drehmomenten verwendet werden, sind passiv funkabfragbar, und bei entsprechender Ausführung für Dauergebrauchstemperaturen von 300°C und mehr geeignet. Aus der Literatur, unter anderem A. Pohl et al., Proc. 16th IEEE Instrum. & Meas. Techn. Conf., Vol. 3, S. 1728 ff (1999 ), sind verschiedene derartige Sensoren bekannt, die auch zur Messung an bewegten Teilen geeignet sind. Es kommen dabei zwei unterschiedlichen Design-Prinzipien zur Anwendung: SAW-Sensoren vom Resonator-Typ und solche, die auf reflektiven Verzögerungsleitungen (reflective delay lines, RDL-Typ) basieren. 

[0009] Resonator-basierte SAW-Sensoren sind die einfachere und vielfach kostengünstigere Option, und dominieren aus diesen Gründen die SAW-Sensoranwendungen. Entsprechende Sensoren wurden und werden erfolgreich zur Messung physikalischer Parameter an rotierenden Teilen benutzt, insbesonders zur Messung des Reifendrucks, wie unter anderem in DE-C2 100 570 59 , US-B2 6,651,495 und EP-B1 1 491 476 dargelegt. Es ist aus EP-B1 1 081 845 ebenfalls bekannt, SAW-Sensoren vom Resonatortyp (vgl. Absätze [0021] und [0051] sowie Anspruch 5) zur Messung physikalischer Parameter in elektrischen Motoren zu verwenden. 

[0010] Resonator-Typ SAW-Sensoren haben zwei wesentliche Vorteile. Zunächst ermöglicht das Abfrageprinzip, das in einem schmalen Frequenzband um eine vordefinierte Resonanzfrequenz operiert, Abfragezeiten im niedrigen ms-Bereich. Damit wird es möglich, auch rasch bewegte Teile beim Durchgang durch einen Funkkegel zu messen. Zweitens erlaubt die hohe Frequenzselektivität derartiger Systeme eine Trennung nahe liegender Resonanzen. Dies ermöglicht eine parallele Abfrage multipler SAW-Resonatoren bei verschiedenen Frequenzen, wie beispielsweise in EP-B1 1 081 845 Absatz [0051] implizit dargelegt. Somit sind derartige Systeme gut für berührungsfreie Messungen an drehenden oder sonstwie rasch bewegten Teilen geeignet, auch bei hohen Umgebungstemperaturen. 

[0011] Ein praktisches Problem von SAW-Sensoren des Resonator-Typs ist die für Absolutmessungen zwingend erforderliche Kalibrierung. Die bei der Resonator-Messung ausgewertete Resonanzverschiebung des SAW-Elements wird bei berührungsfreier Messung von aus der Funkstrecke resultierenden Frequenzverschiebungen überlagert; deren Übertragungscharakteristik beeinflussende Faktoren, wie beispielsweise naheliegende metallische Oberflächen, dielektrische Einbauten (z.B. Lüfterflügel), etc., leisten somit unmittelbar einen Beitrag zur gemessenen Gesamt-Frequenzverschiebung. Dies äußert sich unmittelbar in einer Verstimmung des Sensorsignals. Für eine korrekte Messung ist es somit nötig, SAW-Sensoren des Resonator-Typsin-situ,d.h. im Anwendungsszenario oder einem dazu baugleichen Kalibrationsaufbau, zu kalibrieren. Der damit verbundene Aufwand limitiert derartige Sensoren im Wesentlichen auf Massen-Anwendungen in (weitgehend) identen Umgebungen, wie beispielsweise die Messung des Reifendrucks. Anwendungen mit geringeren Stückzahlen und/oder variablen Umgebungsbedingungen sind nach diesem Ansatz kaum ökonomisch realisierbar, was sich auch in der technischen Verbreitung derartiger Sensorsysteme widerspiegelt. 

[0012] Das zweite für die beabsichtigten Anwendungen wesentliche Problem von Resonator-Typ SAW-Sensoren ist deren Störanfälligkeit gegenüber elektromagnetischen Interferenzen, wie sie im Inneren elektrischer Maschinen zwangsläufig auftreten. Diese bedingen in der Praxis signifikante Beeinträchtigungen der erzielbaren Messgenauigkeiten, die unter Umständen bis zu einem Totalausfall des Sensorsystems führen können. 

[0013] SAW-Sensoren vom Resonatortyp stellen somit nach derzeitigem Stand keine ausreichend zuverlässige, praktikable Lösung für das gegenständliche technische Problem dar. Als Alternative kommen auf reflektiven Verzögerungsleitungen basierende SAW-Sensoren in Betracht, die i) wesentlich weniger anfällig gegen elektromagnetische Interferenzen und ii) einfacher und zuverlässiger kalibrierbar sind. 

[0014] Bei SAW-Sensoren des RDL-Typs wird über einen breiteren Frequenzbereich gemessen und die resultierenden Signale, beispielsweise mittels Fourier-Transformation, in die Zeitdomäne überführt. Dies erlaubt den Einsatz entsprechender Signalverarbeitungs-Algorithmen, die auch Interferenzkorrekturen umfassen können. Während elektromagnetische Wellen, und somit auch Interferenzen, durch übliche Zeitkonstanten im ps- bis ns-Bereich charakterisiert sind, weisen die elektroakustischen SAW-Sensorsignale typische Zeitverzögerungen im µs-Bereich auf. Dies erlaubt eine Trennung von Nutz- und Störsignalen, und somit eine weitgehend störungsfreie, genaue Messung auch in elektromagnetisch stark belasteten Umgebungen. 

[0015] Der zweite praktisch wesentliche Vorteil von RDL-SAW-Sensoren ist, dass diese unabhängig von der Anwendung präzise kalibrierbar sind. Durch Signalauswertung in der Zeitdomäne sind die Sensorsignale prinzipiell wenig anfällig auf überlagerte Störsignale in der Frequenzdomäne. Zur zusätzlichen Verbesserung der Messsicherheit werden SAW-Elemente des RDL-Typs mit zumindest zwei getrennten, jeweils an Beginn und Ende der Verzögerungsstrecke (Delay Line) angeordneten Reflektormarken verwendet. Die Reflektormarke am Beginn der Verzögerungsstrecke dient dabei als Referenz, die zweite Marke in bekannter Art und Weise als Messmarke. Das Sensorsignal ist in dieser Anordnung in der relativen Zeitdifferenz der Reflektionsantworten enthalten; eine Verstimmung der Funkstrecke durch externe Faktoren kann zwar auftreten, wird aber durch die innere Referenzierung kompensiert. Eine weitere Verbesserung der Messgenauigkeit und der Datenzuverlässigkeit kann besonders vorteilhafterweise durch Verwendung einer, zwischen den beiden ersten Reflektormarken liegenden, dritten Reflektormarke erreicht werden. Dadurch entstehen multiple, miteinander korrelierte Sensorsignale, die in Folge in geeigneter Art und Weise ausgewertet werden können. Basierend darauf können RDL-SAW-Sensoren mit zumindest zwei Reflektormarken einheitlich erstkalibriert und, weitgehend unabhängig von den Anwendungsbedingungen, zuverlässig für verschiedene Applikationen verwendet werden. Dies stellt einen beträchtlichen praktischen und kommerziellen Vorteil derartiger Systeme insbesonders für Anwendungen mit variablen Anforderungen und/oder kleineren Stückzahlen dar. 

[0016] Die Verwendung von SAW-Sensoren des RDL-Typs zur Messung an bewegten Teilen ist per se vorbekannt, gilt allerdings gemäß dem Stand der Technik als nur eingeschränkt und mit beträchtlichem Aufwand für die Messung rasch bewegter Teile geeignet. Das Kernproblem ist die erforderliche Messzeit. Das übliche Leseverfahren verwendet ein schrittweise frequenzmoduliertes Dauerstrich- (FSCW, frequency stepped continuous wave) Radarsignal. Derartige Lesezyklen dauern typischerweise > 30 ms und sind somit um etwa 2 Größenordnungen zu langsam für das Auslesen z.B. eines auf einer mit praktisch relevanten Drehzahlen rotierenden Welle umlaufenden SAW-Sensors während des Durchgangs durch einen üblichen Sende/Empfangskegel eines Lesegeräts. 

[0017] Als Abhilfe wird für rotierende Bauteile in Scholl et al., Proc. IEEE Int. Freq. Control Symp., S. 595 ff. (1998 ) sowie diversen verwandten Publikationen vorgeschlagen, sensor- und/oder lesegerätseitig Schleifenantennen (Loop-Antennen) zu verwenden. Dabei kommen wahlweise axiale oder radiale Anordnungen zur Anwendung, in denen die Schleifenantennen sensorseitig, lesegeräteseitig oder beidseitig angeordnet sind. Diese Lösung bewirkt, dass sich der SAW-Sensor permanent im Sende/Lesebereich befindet, wodurch das Auslesen des SAW-Sensors trotz Rotationsbewegung mit den standardmäßig verwendeten SAW-Leseverfahren möglich ist. Allerdings erweisen sich derartige Anordnungen in der Realität als wenig praxistauglich. Neben einem komplexen und somit teueren Aufbau ist, insbesonders bei größeren Bauformen, das Abstrahlverhalten von Schleifenantennen problematisch: die Sendeleistung verteilt sich relativ ungerichtet über einen großen Bereich, worunter das Signal/Rausch-Verhältnis und somit die erzielbaren Sende/Lesedistanzen leiden; typische Übertragungsdistanzen betragen nur wenige cm. Zudem ist eine Trennung von lesegerätseitiger Sende- und Empfangsantenne zur Verbesserung der Signalqualität nicht möglich, und es ist insbesonders bei rasch rotierenden Bauteilen unvorteilhaft und technisch aufwändig, Antennenschleifen in rotierende Bauteile zu integrieren. 

[0018] Insgesamt ergibt sich aus dem Stand der Technik somit keine zufriedenstellende Lösung für das gegenständliche technische Problem. Hier will die vorliegende Erfindung Abhilfe schaffen. 

[0019] Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß zunächst vorgeschlagen, SAW-Sensoren des RDL-Typs, d.h. auf dem Prinzip der reflektiven Verzögerungsleitung beruhende akustische Oberflächenwellensensoren mit mindestens zwei, vorzugsweise drei oder mehr Reflektormarken zu verwenden, und diese mit Hilfe eines kontinuierlich frequenzmodulierten Dauerstrich-Radarsignals (FMCW Radar) mit einer Auslesedauer ≤ 1000 µs, vorzugsweise ≤ 100 µs, beim Durchgang durch einen räumlich lokalisierten Lesebereich auszulesen. Durch diese Lösung wird erstmals die zuverlässige berührungsfreie Messung verschiedener physikalischer Parameter, wie insbesonders der Temperatur und/oder mechanischer Spannungen bzw. Drehmomente, an bewegten Teilen im Inneren elektrischer Maschinen möglich, bei denen die auftretenden Temperaturen den Einsatz halbleiterbasierter Systeme nicht erlauben. 

[0020] Die praktische Umsetzung der Erfindung wird anhand nachfolgender schematischer Zeichnungen erläutert, die weiters besonders vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungsszenarien derartiger Sensorsysteme illustrieren. 

[0021] Fig. 1 zeigt eine prinzipielle Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für eine axiale Messanordnung mit getrennter Sende- (31) und Empfangsantenne (32), zwei in eine axiale Nut (11) des Läufers (1) eingebauten SAW-Sensormarken (21) und Kopplung eines Triggersignals (41) an die Steuerung des Hochgeschwindigkeits-FMCW-Lesegeräts (4), in einer seitlichen und einer axialen Ansicht. 

[0022] Fig. 2 zeigt eine prinzipielle Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für eine radiale Messanordnung mit gemeinsamer Sende/Leseantenne (3) und eine einzelne, in eine radiale Nut (12) der Läuferwelle eingebaute SAW-Sensormarke (22), in einer seitlichen Ansicht. 

[0023] Fig. 3 zeigt ein Einbaubeispiel eines mittels getrennten Sende- und Empfangsantennen (31, 32) axial abgefragten, in die Frontseite des Läufers (1) einer elektrischen Maschine (M) integrierten SAW-Sensors (21) in einer Ausführungsform zur Messung der Läufertemperatur, in einer dreidimensionalen Projektion. 

[0024] Fig. 4 zeigt eine vorzugsweise Ausführungsform einer SAW-Sensormarke (2) zur Messung der Temperatur im Inneren eines rotierenden Bauteils, beispielsweise eines Kurzschlussläufers, mit zum Einbau in eine axiale Vertiefung, wie insbesonders einer (Wucht-)Nut geeigneter Schlitzantenne (201) und davon räumlich separiertem signalerzeugendem Sensorelement (204), in einer dreidimensionalen Projektion. 

[0025] Die Abfrage von SAW-Elementen des RDL-Typs nach dem FMCW-Prinzip ist ansich bekannt, galt aber bislang aus Gründen der Messzeit als für rasche Lesezyklen kleiner einige 10 ms nicht einsetzbar und wurde aus diesen Gründen für die gegenständlichen Anwendungen nicht in Betracht gezogen. Im Rahmen der der gegenständlichen Erfindung zugrundeliegenden Forschung wurde festgestellt, dass es möglich ist, das FMCW-Prinzip durch Verwendung spezieller elektronischer Baugruppen und -elemente derart zu beschleunigen, dass der komplette Sende/Lesezyklus eines SAW-(Sensor)Elements des RDL-Typs in deutlich unter 1 ms abgeschlossen werden kann. Damit wird diese Technologie für die gegenständliche Anwendung relevant. 

[0026] Anders als bei vorbekannten RDL-SAW-Systemen wird ein in (rascher) Bewegung befindlicher SAW-Sensor (21, 22) in der erfindungsgemäßen Anordnung nicht permanent, sondern nur innerhalb eines bestimmten Lesebereichs abgefragt. Die Verwendung von RDL-SAW-Sensormarken gewährleistet die erforderliche hohe Betriebssicherheit auch in elektromagnetisch belasteten Umgebungen, und die ultrakurzen Messpulse des FMCW ermöglichen es erstmals, den kompletten Lesezyklus derartiger Elemente innerhalb eines Sensordurchgangs durch ein begrenztes Antennenfeld der Sende- bzw. Empfangsantenne des Lesegeräts abzuwickeln. 

[0027] Der Lesebereich ergibt sich aus der zeitlich-räumlichen Überdeckung des Emissionsfelds (311) der Sendeantenne (3, 31) mit der Antenne des Sensors (21) sowie des Emissionsfelds der Sensorantenne (321) mit der Empfangsantenne (3, 32). Zur Messung in einer derartigen Anordnung ist es erforderlich, dass die erforderliche Zeit zum Auslesen des SAW-Sensors deutlich kleiner als die Verweilzeit des Sensors im jeweiligen Funkbereich ist. Dies wird durch die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht. Bedingt durch die mit Hilfe des FMCW-Prinzips realisierbaren ultraschnellen Lesezyklen < 1000 µs, vorzugsweise < 100 µs, sind Messungen bei Drehzahlen von 10.000 U/min und mehr möglich, was mit vorbekannten Verfahren kaum realisierbar ist. 

[0028] Als zusätzlicher Vorteil ist es mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, multiple SAW-Sensoren frei von Kreuzinterferenzen nacheinander beim Durchgang durch den Lesebereich abzufragen. Unter der Voraussetzung, dass sich die Lesebereiche der einzelnen Sensoren gegenseitig nicht überschneiden, ist damit die Messung an verschiedenen Orten und/oder von verschiedenen Parametern durch eine einzelne Lese/Empfangseinheit (4) möglich. 

[0029] Das Verfahren ist für sämtliche im Bereich der SAW-Sensortechnik üblichen Frequenzen anwendbar. Als besonders vorteilhaft hat sich das freie ISM-Band bei 2,45 GHz erwiesen. Die Verwendung von UHF-Frequenzen ermöglicht die Verwendung kompakter, energieeffizienter Antennen mit guter Richtwirkung. Somit ist bei deutlich kleinerer Bauform eine wesentlich größere Übertragungsreichweise realisierbar, als es bei den im SAW-Bereich sonst üblicherweise verwendeten Frequenzen < 1 GHz möglich wäre. 

[0030] Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können Art und Form der Antennen flexibel an die Anforderungen der Anwendung angepasst werden. Dies erlaubt beispielsweise die Verwendung kostengünstiger Standard-Antennen, vorzugsweise mit für den Anwendungsfall optimierter Größe und Abstrahlverhalten (Form des Sendekegels, Antennen-Gain, etc.), als lesegerätseitige Sende-und/oder Empfangsantennen (3, 31, 32). Dabei ist es wahlweise möglich, zur Optimierung der Signalqualität zwei getrennte Antennen als Sende- (31) und Empfangsantenne (32) zu verwenden, oder, beispielsweise aus Platzgründen, eine einzelne Antenne als gemeinsame Sende/Empfangsantenne (3) einzusetzen. Im zweiten Fall ist dabei im Lesegerät ein geeignetes direktives Element (Circulator) zur Signaltrennung vorzusehen. 

[0031] Ebenso ist es durch Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens in höchst vorteilhafter Art und Weise möglich, die sensorseitigen Antennen flexibel an die Anforderungen der Anwendung und die Einbaubedingungen, z.B. die Reflexionseigenschaften der unmittelbaren Sensorumgebung, anzupassen. Dies ist exemplarisch in Fig. 4 gezeigt: die sensorseitige Antenne ist hier als Schlitzantenne (201) ausgeführt, die nach Bedarf bündig oder auch versenkt in eine metallische Oberfläche integriert werden kann. Der resultierende Gleichstrom-Kurzschluss in der Schlitzantenne bewirkt einen ESD-Schutz des Sensorelements und erhöht dadurch die Betriebssicherheit in elektromagnetisch belasteten Umgebungen. 

[0032] Ein wesentlicher Vorteil des FMCW-Prinzips ist die, im Vergleich zu alternativen Verfahren, gute Energiebilanz, die eine berührungsfreie passive Messung über vergleichsweise große Distanzen und/oder unter komplexen Umgebungsbedingungen, wie sie z.B. die als Hohlraumresonator agierende metallische Umgebung im Inneren einer elektrischen Maschine darstellt, ermöglicht. Durch geeignete Systemoptimierung sind Sende/Lesedistanzen von bis zu 1 m erreichbar. In Kombination mit der Verwendung nahezu beliebiger, anwendungsspezifisch optimierbarer Antennen, ermöglicht dies auch eine Nachrüstung existierender Anlagen ohne konstruktive Änderungen an der elektrischen Maschine selbst. 

[0033] Nach dem erfindungsgemäßen Prinzip ist es möglich, SAW-Sensoren für beliebige, mit Hilfe von SAW-Sensoren des RDL-Typs erfassbare physikalische Größen abzufragen. Fig. 2 zeigt exemplarisch eine vorzugsweise Ausführungsform zur Messung von auf die Rotorwelle einwirkenden Dreh- bzw. Torsionsmomenten dar. Der entsprechende SAW-Sensor (22) ist im gezeigten Beispiel in eine radiale Nut eingebaut; analog wäre ein Einbau in ein Langloch oder eine beliebige andere, kraftübertragende Form der Befestigung möglich. 

[0034] Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform eines Temperatursensors für den Einbau in eine axiale Vertiefung, beispielsweise eine (Wucht-)Nut eines Rotors (1) ist in Fig. 4 dargestellt. Die Sensormarke ist in diesem Ausführungsbeispiel in Form eines Wuchtelements (200) ausgeführt, was einen einfachen Einbau ohne zusätzlichen Platzbedarf in eine vorhandene Wuchtnut (11) ermöglicht. Das zusätzliche Gewicht des Sensors kann dadurch auf einfache, besonders vorteilhafte Art und Weise durch entsprechende Wuchtgewichte kompensiert werden, was insbesonders bei hochdrehenden Rotoren wesentlich ist. In der hier exemplarisch gezeigten Ausführungsform zur Messung der Temperatur im Läuferinneren, beispielsweise im Kurzschlusskäfig einer Drehstrommaschine, ist das signalerzeugende SAW-Sensorelement (204) zudem räumlich von der sensorseitigen Antenne (201) getrennt. Umgeben von einem thermisch leitfähigen Schutzmantel (202) misst das Sensorelement somit die gefragte physikalische Größe in-situ und ist trotzdem berührungsfrei funkabfragbar. Die erforderliche Übertragung der elektrischen Signale von und zur integrierten Schlitzantenne (201) erfolgt beispielsweise über einen integrierten Coaxialleiter (203). 

[0035] Die Möglichkeit, in Analogie dazu weitere anwendungsspezifisch optimierte Ausführungsformen von RDL-SAW-Sensormarken zur Verwendung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu entwickeln und einzusetzen, ist für den Fachmann offensichtlich. 

[0036] Der erfindungsgemäß zur Sensor-Abfrage eingesetzte ultrakurze FMCW-Messzyklus ermöglicht die Anwendung verschiedener, je Applikation nach besonders vorteilhafter Verfahren zur Sensorabfrage und/oder Interferenzkorrektur. 

[0037] Eine erste Möglichkeit zur Messung der Sensorsignale ist eine permanente Abfrage des Sensors; die Sensorsignale werden in Folge im Rahmen eines Daten-Post-Processings vom Hintergrund getrennt und ausgewertet. Das Verfahren setzt gute Signal/Rauschverhältnisse voraus und ist wenig energieeffizient, aber mit minimalem Aufwand implementierbar. 

[0038] Eine zweite Möglichkeit zur Messung der Sensorsignale ist die getriggerte Auslösung zumindest eines ultrakurzen FMCW-Messzyklus nach Eintritt eines Sensors bzw. dessen Antenne in den Lesebereich. Voraussetzung dafür ist ein Triggersignal (41), das in einer bekannten Lagebeziehung zur Lage des/der Sensorantenne(n) steht. Dies kann in vielen elektrischen Maschinen durch Auswertung der Datenpulse der Drehzahlüberwachung erfolgen; alternativ kann auch ein eigener Trigger installiert werden. Diese Vorgangsweise ist besonders energieeffizient und liefert insbesonders bei hohen Drehzahlen und/oder schlechteren Signal/Rausch-Verhältnissen bessere Ergebnisse als die permanente Abfrage. 

[0039] Insbesonders bei niedrigeren Drehzahlen, bei denen sich die Sende/Lesefelder ausreichend lange überlagern um zwei oder mehrere Messungen innerhalb eines Durchgangs zu ermöglichen, ist es in einer Weiterentwicklung dieses Ansatzes möglich, durch eine adaptive Triggerung auch drehzahlabhängig, eine Reihe von Einzelmessungen innerhalb des Durchgangs auslösen, um somit die verfügbare Messzeit pro Umdrehung bestmöglich zu nutzen. Diese können in Folge zur Verbesserung der Signalqualität korreliert weiterverarbeitet, im einfachsten Fall gemittelt, werden. 

[0040] In einer vorteilhaften dritten Ausgestaltung der Messabfolge wird zusätzlich zum getriggerten Auslesen des oder der Sensor(en) zumindest ein Messzyklus gezielt zu einem Zeitpunkt ausgelöst, zu dem sich kein Sensor im Lesebereich befindet, und die dadurch gewonnenen Hintergrunddaten in Folge zur Interferenzkorrektur verwendet. 

[0041] In jeder der genannten Ausgestaltungen der Sensorabfrage können die erhaltenen SAW-Signale in Folge in geeigneter, für den Fachmann zur Genüge bekannter Art und Weise weiterbearbeitet und ausgewertet werden. 

[0042] Ein abschließender weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Verwendung von SAW-Sensorelementen vom RDL-Typ und Auslesen mittels FMCW-Radarsignalen ist die Möglichkeit, in die Sensorsignale Identifikationscodes (ID-Codes) zu integrieren. Dies kann über die Aufbringung, je nach gewünschten Coderaum typischerweise zwei bis acht, zusätzlicher Reflektormarken auf dem SAW-Element erfolgen; die Position der einzelnen Marken ergibt einen individuellen ID-Code, der nach Art einer RF-ID Marke ausgelesen werden kann. Dieser Code kann nicht verändert und nur mit großem Aufwand kopiert werden und ermöglicht somit eine eindeutige Identifizierung des Sensors bzw. des damit versehenen Bauteils. Dies kann vorteilhafterweise als weitgehend fälschungssicheres Sicherheitsmerkmal, zur Garantieüberwachung und/oder Grundlage für die Wartungsplanung und -durchführung verwendet werden. Zudem kann der ID-Code auf einfache und besonders vorteilhafte Art und Weise dazu verwendet werden, sicherzustellen, dass die dem jeweiligen Sensorelement zugehörigen Kalibrationsdaten für die Sensordatenauswertung verwendet werden. 

