Utilizzando una nuova tecnica sviluppata dagli ingegneri dei sistemi di azionamento della Saarland University, le valvole elettromagnetiche possono controllare con precisione la quantità di liquido che erogano e le serrature elettromagnetiche delle porte possono chiudersi dolcemente e silenziosamente. Tutto ciò di cui hanno bisogno gli ingegneri di Saarbrücken è un bullone di metallo magneticamente permeabile che si muova all'interno di una bobina di filo di rame avvolto e senza sensori, metodologia di controllo in attesa di brevetto. Usando questa combinazione, Il professor Matthias Nienhaus e il suo team sono in grado di mantenere il bullone in qualsiasi posizione desiderata senza la necessità di sensori di posizione aggiuntivi. Semplicemente analizzando la corrente elettrica che scorre attraverso la bobina, la squadra è in grado di determinare dove si trova il bullone e può regolare la sua posizione istantaneamente.

Il team di ricerca esporrà il proprio sistema alla Hannover Messe dal 23 al 27 aprile presso lo stand di ricerca e innovazione del Saarland (padiglione 2, Stand B46) dove dimostreranno il potenziale della loro tecnologia senza sensori utilizzandola per mantenere levitata una sfera d'acciaio.

Le valvole e le serrature a comando elettromagnetico oggi comunemente disponibili sono sicuramente ad azione rapida, ma tendono anche ad avere solo due stati operativi:"on" e "off". Se, Per esempio, viene eccitata una serratura elettromagnetica, il bullone è guidato con forza nella piastra di battuta. Quando la serratura è diseccitata, il bullone è retratto da una molla. Consentire a questi dispositivi di fare di più, come ottenere una valvola per mantenere una posizione semiaperta intermedia o richiedere un bullone di bloccaggio per chiudersi meno bruscamente, ha, fino ad ora, stato un esercizio costoso che ha coinvolto sensori aggiuntivi e un complesso sistema di controllo.

Un nuovo approccio sviluppato dal professor Matthias Nienhaus, specialista in sistemi di azionamento, e dal suo team presso la Saarland University offre ora un mezzo per ottenere un maggiore controllo delle valvole elettromagnetiche e dei dispositivi di blocco senza la necessità di sensori aggiuntivi. Con questa nuova tecnologia, il chiavistello di bloccaggio può essere fatto entrare dolcemente nella contropiastra e mantenere con precisione qualsiasi posizione intermedia desiderata. Il dispositivo non è più semplicemente un sistema a due stati, ma può agire più come un rubinetto dell'acqua in cui la misura in cui il dispositivo è "acceso" o "spento" è continuamente variabile.

L'unica informazione di cui hanno bisogno i ricercatori è quella fornita dalla corrente elettrica che controlla il movimento del bullone. "Monitoriamo come la corrente che scorre nella bobina cambia nel tempo. In particolare, registriamo le fluttuazioni della corrente elettrica in un certo periodo di tempo e le analizziamo. Queste fluttuazioni di corrente cambiano a seconda della posizione del bullone. Questo ci consente di determinare esattamente dove si trova il bullone in un determinato momento. Sapendo dov'è il bullone, significa che abbiamo un mezzo efficace per controllarne il movimento, " spiega Matthias Nienhaus.

Però, i segnali non elaborati che i ricercatori registrano inizialmente sono troppo rumorosi per fornire informazioni significative sullo stato del dispositivo. "Appiattiamo i segnali grezzi utilizzando il nostro nuovo metodo di integrazione che ora è coperto da una domanda di brevetto, " spiega il professor Nienhaus.

Usando il loro nuovo metodo, gli ingegneri dei sistemi di azionamento di Saarbrücken sono in grado di filtrare un segnale di misurazione pulito. "È un po' come calcolare continuamente la velocità media quando la velocità dell'auto che stai guidando varia da un istante all'altro, " afferma Nienhaus. I risultati consentono ai ricercatori di determinare con precisione la posizione del bullone all'interno della bobina. "Il nostro metodo ci fornisce un segnale di misurazione praticamente privo di rumore. Usiamo il segnale per posizionare il bullone dove ne abbiamo bisogno, e possiamo anche posizionarlo un po' oltre la fine della bobina, " Aggiunge.

All'Hannover Messe di quest'anno, il team dimostrerà esattamente cosa intende per "controllo ad alta precisione". La dimostrazione, che consiste nel controllare una sfera d'acciaio in modo così preciso da poterla far fluttuare su e giù in un modo completamente predeterminato, non solo sottolinea l'abilità ingegneristica del team, mostra anche il potenziale della nuova tecnologia. "La dimostrazione mostra chiaramente la velocità e la precisione della nostra nuova tecnologia di controllo. Stiamo effettivamente manipolando una sfera d'acciaio utilizzando nient'altro che il segnale corrente del dispositivo, senza la necessità di sensori di posizione aggiuntivi, "dice Matthias Nienhaus.