Das Magnetfeld der Erde ist ein allgegenwärtiges physikalisches Feld. Es ist notwendig für die Erhaltung des Lebens, findet aber auch in der technischen Praxis breite Anwendung. Das natürliche Magnetfeld überwindet große Entfernungen, wobei es Gestein, Gebäude und Organismen durchdringt. Es kann für die Navigation, die Raumsicherung oder die Archäologie eingesetzt werden. Technische Magnetfelder werden durch die Wirkung von elektrischem Strom erzeugt. Sie können zur Diagnostik von Maschinen und Prozessen, zur Materialforschung oder Entmagnetisierung eingesetzt werden. Sowohl bei stationären als auch bei niederfrequenten Phänomenen werden nützliche Informationen durch das Magnetfeld übertragen. Durch ihre Messung und Analyse können wir diese Informationen gewinnen und sie im Management-, Diagnose- oder Forschungsprozess nutzen.

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Die Geschichte unseres Unternehmens begann mit der Entdeckung unseres eigenen physikalischen Prinzips eines Niederfrequenz-Magnetometers, das in der zweiten Hälfte der 80er Jahre patentiert wurde. Von diesem Moment an begann seine Entwicklung, die sich heute in den VEMA-Magnetometern widerspiegelt. Mehr als 30 Jahre eigene Forschung und Entwicklung verschiedener Sensorsysteme und die Arbeit mit Messtechnik garantieren eine Erfahrung, die es uns ermöglicht, eine maßgeschneiderte Lösung für die Bedürfnisse des Kunden zu entwickeln. Zusätzlich zu eigenen Messsystemen können wir Ihre Messketten modernisieren oder um die Messung anderer physikalischer Größen ergänzen. Unsere Erfahrung mit digitaler und analoger Technik ermöglicht es uns, Lösungen zu schaffen, für die es keine standardisierten kommerziellen Lösungen gibt. Unsere Anwendungen reichen von Kohlebergwerken bis zur Maschinenbauindustrie, von der Herstellung medizinischer Produkte bis zu Satelliten.

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Felsen und Erde scheinen uns nicht magnetisch zu sein. Sie können Quarz oder Ton nicht an einen Magneten halten. Ihre magnetischen Eigenschaften sind sehr schwach, aber diese Materialien haben in der Natur einen Vorteil. Es gibt sehr viele von ihnen. Sogar eine Schicht von Schwemmgestein kann ihr magnetisches Moment durch das Magnetfeld der Erde zum Zeitpunkt ihrer Anschwemmung beeinflussen. Genauso erhalten Gesteine ihr magnetisches Moment durch den Erdmagnetismus zum Zeitpunkt ihrer Erstarrung aus geschmolzenem Magma. Diese schwachen Magnetfelder können genutzt werden, um unterirdische Lagerstätten einiger Elemente, wie z.B. Eisenerz, zu kartieren, wobei der Einfluss des Materials auf das Magnetfeld der Erde gemessen wird. Ein weiteres Beispiel ist die zerstörungsfreie Archäologie, bei der ein Teil des Gesteins durch menschliche Aktivitäten verschoben wird, wodurch die Einheitlichkeit der Magnetisierung in einer bestimmten Schicht gestört wird. So lassen sich Ausgrabungen, Gebäudefundamente, Steinhaufen, Abfallgruben, Verteidigungshügel oder Grabstätten auf einer detaillierten Karte erkennen. Natürlich sind auch Eisengegenstände zu sehen, die von den ursprünglichen Bewohnern in einer bestimmten historischen Schicht hinterlassen wurden.

Die Erforschung des Weltraums hat in den letzten Jahren einen Generationswechsel vollzogen, der durch den massenhaften Einsatz von Nanosatelliten eingeleitet wurde. Satelliten, die zwischen einem und zwanzig Kilogramm wiegen, machen heute ein neues Segment der Weltraumforschung aus. Die meisten von ihnen befinden sich in niedrigen Umlaufbahnen in Höhen zwischen 300 und 500 km. Auch an Bord dieser Satelliten wird Magnetismus eingesetzt. Es ist eine Quelle von Informationen über den magnetischen Kurs für die Berechnung der Satellitenposition und auch die Quelle des Drehmoments für die Stabilisierung seiner Rotation. Unsere langjährige Erfahrung auf dem Gebiet des Magnetismus kam bei der Mission des ersten slowakischen Satelliten skCUBE zum Tragen. Den Magnetometer an Bord dieses Satelliten haben wir mit Hilfe neuronaler Netze kalibriert. Außerdem waren wir an der Entwicklung und Herstellung der elektromagnetischen Aktuatoren für den Satelliten beteiligt, die die anfängliche Drehung des Satelliten nach dem Einschwenken in die Erdumlaufbahn erfolgreich gestoppt haben.

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Die Arbeit mit Sensortechnik basiert nicht nur auf dem Lesen von Sensordaten, sondern vor allem auf deren korrekter Interpretation. Der erste Schritt vor dem Einsatz eines Messelements ist dessen Kalibrierung. Für unsere Sensorsysteme haben wir mehrere Kalibrierungsverfahren entwickelt, einschließlich Vorrichtungen und Referenzsignalgeneratoren. Unser Hauptaugenmerk liegt auf der Kalibrierung von Inertialsensoren, d.h. Magnetometern, Beschleunigungsmessern und Gyroskopen. Unseren Kunden können wir nichtamtliche Kalibrierungen ihrer Messsysteme sowie Beratung bei der Gestaltung von Messverfahren im Rahmen von innerbetrieblichen Systemen zur Produktqualitätskontrolle oder der Prozesskontrolle.

Die zerstörungsfreie Archäologie ist ein Teilgebiet der geophysikalischen Forschung, das für die Untersuchung großer Flächen vor der Abgrenzung von Sondage-Gruben und Ausgrabungen eingesetzt wird. Derzeit werden mehrere physikalische Prinzipien angewandt, darunter auch die Magnetometrie. Spezielle Messsysteme werden in einer Vielzahl von Ausführungen verwendet, von einkanaligen, handgetragenen Magnetometern für den manuellen Betrieb bis hin zu mehrkanaligen Systemen, die hinter einem Fahrzeug hergezogen oder von einem fliegenden Fahrzeug knapp über der Erdoberfläche getragen werden. Unser VEMA-Universalmagnetometer ist auch empfindlich genug, um für archäologische Vermessungszwecke eingesetzt zu werden. Die freien Sonden einzelner Messkanäle können in einer Gradientenanordnung angeordnet werden, um die Empfindlichkeit der Messung für lokale Anomalien zu erhöhen und die Auswirkungen entfernter Quellen zu unterdrücken. So kann vor Beginn der Ausgrabungsarbeiten eine detaillierte Karte der archäologischen Fundstätte erstellt werden. Unser Magnetometer wurde unter den Bedingungen der Fundstätte Nižná Myšľa mit Überresten einer Siedlung aus der jüngeren Bronzezeit sowie in der Nähe der Kirche in der Gemeinde praktisch getestet. Die gemessenen Anomalien korrelierten mit den freigelegten Funden von Skelettresten und kleinen Bauelementen.

Tagebaue, Stahlwerke, holzverarbeitende Betriebe und viele andere Bereiche der Schwerindustrie nutzen Förderbänder für den Transport von Schüttgut. Diese logistischen Elemente haben eine Länge von mehreren Kilometern. Ihr störungsfreier Betrieb ist von entscheidender Bedeutung, insbesondere beim Dauerbetrieb. Eine Beschädigung des Förderbandes durch Fremdkörper oder eine Verletzung der Integrität einer Klebeverbindung kann den Betrieb des gesamten Technologieabschnitts ernsthaft gefährden. Die Überwachung des Vorhandenseins von Fremdkörpern im Transportgut ist eine Kernanwendung unserer HFT-Sensorsysteme. Diese Systeme wurden vor allem in Tagebauen in der Tschechischen Republik und in den Eisenhütten Třinec erfolgreich eingesetzt. Bis heute wurden mehr als 70 solcher Systeme installiert, die entweder als eigenständige Sicherheitselemente oder als Teil komplexer Systeme in Zusammenarbeit mit elektromagnetischen Fremdkörperabscheidern arbeiten.

Einen Aufbau stellt das KDP-System dar, das eine umfassende Banddiagnose ermöglicht. Dieses System überwacht die einzelnen Verbindungsstellen des Gurtes auf Beschädigungen und ermöglicht es, jeden Punkt des Gurtes auf kleinere Schäden und die Ausbreitung von Rissen oder kleinen Schnittschäden im Gurt zu überwachen. Das System überwacht auch das Anfahren und den Nachlauf des Förderbandes, kann die Ausbreitung verschiedener Wellen entlang des Förderbandes verfolgen und ermöglicht so die Einstellung der gesamten Anlage auf einen sicheren ausgewogenen Betrieb.

Das Magnetfeld der Erde ist ein physikalisches Feld, das ebenso wie das Gravitationsfeld allgegenwärtig ist. Dieses Magnetfeld kann kaum gestört oder abgeschattet werden. Das Magnetfeld durchdringt Baumaterialien, den Untergrund und auch starke Stahlkonstruktionen. Diese Eigenschaften können zum Schutz von kritischen Infrastrukturen oder anderen Objekten mit hohem Schutzniveau verwendet werden. Durch die richtige Positionierung der Magnetfeldsensoren und die Verarbeitung ihrer Daten in Echtzeit ist es möglich, Veränderungen, die durch die natürliche Aktivität des Erdmagnetfeldes verursacht werden, von solchen zu unterscheiden, die durch die Anwesenheit eines Menschen, eines Fahrzeugs oder eines anderen technischen Geräts verursacht werden. Der Vorteil ist die Möglichkeit, die Sensoren in den Strukturelementen von Räumen und Gebäuden, unter der Bodenoberfläche oder über der Deckenkonstruktion zu verstecken. Das so geschaffene Sicherheitssystem bleibt perfekt verborgen. Da das Magnetfeld auch durch das Stromleitungssystem erzeugt wird, kann ein solches System sowohl auf einen Stromausfall als auch auf einen unerwarteten Anstieg des Stromverbrauchs reagieren, der das Entstehen einer gefährlichen Situation im geschützten Bereich signalisieren kann. Das VEMA-Magnetometer wurde als Alarmsystem getestet, und die Messergebnisse zeigten, dass es in der Lage ist, die Anwesenheit einer Person im geschützten Bereich sowie die Vorbeifahrt eines Fahrzeugs in einer Entfernung von mehreren Metern vom geschützten Bereich zu erkennen.

Technische Diagnostik

Technische Anlagen und große Maschinen erfordern eine Überwachung ihres technischen Zustands während des Betriebs, um ihre Effizienz zu gewährleisten. Zu diesem Zweck wurden zahlreiche Methoden entwickelt, die auf dem Prinzip der Messung von Vibrationen, Lärm oder lokaler Erwärmung basieren. Ein innovativer Ansatz für die technische Diagnostik ist der Einsatz von Magnetfeldern. Alle beweglichen Maschinenteile stehen während ihres Betriebs in Wechselwirkung mit dem Magnetfeld der Erde oder erzeugen lokale Anomalien im Magnetfeld. In gleicher Weise erzeugen alle elektrisch betriebenen Teile elektromagnetische Felder, die Informationen über die Betriebsart und den technischen Zustand des betreffenden Geräteteils enthalten. Der Vorteil der Messung von Magnetfeldern liegt in der Berührungslosigkeit, der Richtungsabhängigkeit oder dem Durchdringen der Gerätekonstruktion selbst. Praktische Messungen ergaben eine vollständige Vertretung der vibrodiagnostischen Messungen durch die Magnetometrie. Am Beispiel der Messung eines kleinen Wasserkraftwerks mit einer installierten Leistung von 400 kW haben wir die Möglichkeit aufgezeigt, nicht nur den Zustand des Kraftwerksgetriebes, sondern auch den des Generators, der Turbine und den Grad der Torsionsschwingung ihrer Welle zu messen. Eine solche Messung konnte während des vollen Kraftwerksbetriebs durchgeführt werden, ohne dass ein Eingriff oder ein physischer Kontakt mit dem Turbinenkörper erforderlich war. Die Softwareverarbeitung der Messdaten und die Nachbearbeitung ermöglichten es uns, die gesamte Baugruppe vom Turbinenschaufelrad bis zum Stromgenerator mit einer einzigen Messung zu diagnostizieren. Dieser innovative Messansatz ermöglicht eine erhebliche Senkung der Kosten für technische Diagnosen, die andernfalls das Abschalten und Entfernen von Turbinengehäusen erfordern würden, um Dehnungsmesssensoren und Messelektronik auf die Turbinenwelle zu kleben.