HF-Charakterisierung und Lebensdauerprognose von Leitungen unter mechanisch-dynamischer Beanspruchung

Language
de
Document Type
Doctoral Thesis
Granting Institution
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Technische Fakultät
Issue Date
2023
Authors
Lenz, Philipp
Editor
Publisher
FAU University Press
ISBN
978-3-96147-696-1
Abstract

Diese Arbeit befasst sich mit der elektrischen Erfassung des mechanischen Verschleißzustands durch hochfrequente Wechselströme. Untersucht wird speziell die Annahme, dass die mit dem Verschleiß steigende Oberflächenrauheit diesen Strom dämpft und somit eine in-situ Messmöglichkeit des Verschleißzustandes ermöglicht. Zur Quantifizierung der Oberflächenrauheit wird ein neuer robuster flächenbasierter Parameter eingeführt und seine Vorteile gegenüber dem gängigen linienbasierten Parameter erläutert. In den elektrischen Messungen werden speziell Amplitude und erstmals auch die Phase der Transmissionsdämpfung eingespeister Signale im Bereich bis zu 8,5 GHz betrachtet. Es werden sowohl impedanzkontrollierte Leitungen (starr und verlitzt), als auch rudimentäre Leiter in einer speziell entwickelten Messumgebung („Messfassung“) analysiert. In der genauen Betrachtung des Versagensverhaltens von impedanzkontrollierten Leitungen wird der Schirmbruch als relevanter Verschleißmechanismus identifiziert und in die Betrachtung mit aufgenommen.

Abstract

This work addresses the electrical detection of mechanical wear condition by high-frequency alternating currents. In particular, the assumption that the surface roughness, which increases with wear, dampens these currents and thus enables an in-situ measurement of the wear condition. A new robust area-based parameter is introduced to quantify the surface roughness and its advantages over the commonly used line-based parameter are explained. In the electrical measurements, amplitude and, for the first time, phase of transmission of injected signals in the range up to 8.5 GHz are specifically considered. Impedance controlled lines (solid and stranded) as well as rudimentary conductors are analyzed in a specially developed measurement environment ("measurement socket"). In the detailed examination of the failure behavior of impedance-controlled lines, shield breakage is identified as a relevant wear mechanism and included in the analysis.

Series
FAU Studien aus der Elektrotechnik
Series Nr.
22
Description
Parallel erschienen als Druckausgabe bei FAU University Press, ISBN: 978-3-96147-695-4
DOI
URN
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