Spannungs-Scanner (TRL 6)
zur Erkennung und Auswertung von Spannungen in transparenten Artikeln
Mit diesem Scanner können Spannungen und Defekte in transparenten Artikeln visualisiert und extrem genau vermessen werden. Im Gegensatz zu Kameras haben die Scanner eine sehr viel höhere Schärfentiefe und sind gleichzeitig extrem robust gegenüber Brechkräften der Objekte. Mit einachsigen Anordnungen konnte so beispielsweise 70-90 % des Volumens von Rohren > 100 mm Durchmesser gleichzeitig auf Spannungen und Defekte überprüft werden. Eine vollständige Prüfung ist mit einem 2-achsigen Scanner möglich. Für Rohre mit bekannter Wanddicke (z. B. durch Vermessung mit unseren I-Mike Systemen), die in der Produktion senkrecht durch das Messfeld geführt wurden, konnten Spannungen im Material so genau vermessen werden, dass daraus die Abzugskräfte in der Produktion ermittelbar waren - ein unabdingbarer Schritt für eine direkte Regelung der wichtigsten Stellgröße in der Glasrohrproduktion. Der Scanner muss dazu am heißen Ende des Prozesses angebracht sein.
Anwendungsgebiete
Produktion hochwertiger transparenter Kunststoff-Artikel
Zusätzlich zur Prüfung auf Defekte kann eine Vermessung, Prüfung oder Kontrolle der Spannungen im Material erfolgen.
Kontrolle der Spannungen in Gläsern
Sofern zusätzlich zur Prüfung auf Defekte eine Vermessung, Prüfung oder Kontrolle der Spannungen im Material erfolgen soll.
Regelung des Temperns transparenter Artikel
Mit dem Scanner kann direkt das erreichen eines maximalen Soll-Spannungsmusters erkannt und erreicht werden.
Glasproduktion
Die optische Messung der Abzugskraft erlaubt eine direkte Kraftregelung.
Spezifikationen
Messobjekte
- transparente (Transmission > 10 %) klare oder getönte transparente Artikel
- Durchmesser < 150 mm
Messprinzip
Bildgebende telezentrische Retroreflex-Laserscanner mit Polarisationsoption
Mögliche Messgrößen
Die Scanner stellen an ihrer Bildschnittstelle Abbildungen bereit (genau wie Zeilenkameras), aus denen folgende Größen ermittelt werden können:
- Defektgrößen
- Spannungsmuster
- Doppelbrechung (bei bekannter optischer Weglänge durch das Material)
- Abzugskraft (bei bekannter Weglänge durch das Material und bekanntem spannungsoptischen Koeffizienten des Materials)
Auflösung
- abhängig von Scannertyp und Material
- für Glasrohre wurde eine Auflösung von Phasenunterschieden von 0,1 nm erreicht
Messbereich
160 (B) x 100 mm(T)
Laserklasse
3R
Komponenten
- Kombinierte Sende- / Empfangseinheit (emittiert den Laserstrahl)
- Retroreflektor (hinter dem Prüfling)
- 24V Versorgungseinheit (Netzteil oder Versorgungseinheit mit integriertem PC)
Besonderheiten
- robust gegen Objektverschiebung
- minimaler Aufwand bei Justage
Schnittstellen
- Bildschnittstelle (GiG-E oder CameraLink)
- RS-232 Schnittstelle zur Parametereinstellung
Software
OPOS-Scanner-Player (OSP) zur Aufnahme von Bildern und Parametrierung der Scanner. Eine komplette Auswertesoftware (Purity) mit Linienanbindung ist bei unserem Partner Fraunhofer IOSB erhältlich.
Anwendungsbeispiele
Die Abbildung (unten) zeigt die Kennlinie der Vermessung der Abzugskraft, die mit der Purity-Software des Fraunhofer IOSB an einem Glasrohr mit 30 mm Durchmesser und 3 mm Wanddicke im skizzierten Versuchsaufbau aufgenommen wurde. Es wurde eine Standardabweichung der Abzugskraft < 0,5 N erreicht
In den Abbildungen können Störeffekte wie Spannungsmuster oder Spannungswellen im Material zum Beispiel beim Abschneiden von Rohren direkt beobachtet werden (siehe Abbildung unten links). Eine Minimierung und damit Optimierung des Produktionsprozesses kann direkt beobachtet werden. Gleichzeitig können Fehler im Material direkt abgebildet und automatisch erkannt werden (siehe rechte Abbildung).
Senden Sie uns Ihre Proben für erste unverbindliche Tests oder lassen Sie sich durch eine Gerätevorführung in Ihrem Haus überzeugen!
Gerne passen wir unsere Sensoren auch an Ihre Bedürfnisse an oder entwickeln für Sie neue Funktionen.
Patents
- M. Hartrumpf, "Laserscanner-Meßsystem"; DE19806288A1
- M. Hartrumpf, "LASER SCANNER MEASUREMENT SYSTEM"; EP1056987A1
- M. Hartrumpf, "Laser Scanner Measurement System"; US6858836B1
- M. Hartrumpf, "Vorrichtung und Verfahren zur optischen Charakterisierung von Materialien": EP11760701.0
- M. Hartrumpf, "Apparatus and method for optically characterizing materials": US9222879B2