NIST (National Institute of Standards and Technology) verwendet Vic-3D für die digitale Bildkorrelation (DIC)

NIST verwendet das VIC-3D Digital Image Correlation (DIC) System, um Spannungen in Brücken zu analysieren. Durch den Einsatz von DIC versuchen sie, die Auswirkungen von Spannungen und Dehnungen auf die Metallverbindungen von Brücken zu verstehen, um Schäden oder Ausfälle zu vermeiden.


NIST spannt eine breite Platte mit digitaler Bildkorrelation (DIC) vor, um den kleinmaßstäblichen Probenaufteilungsplan zu bestimmen:

https://www.nist.gov/video/pre-straining-pipeline-steel-plate


NIST führt eine CWP-Prüfung mit digitaler Bildkorrelation (DIC) durch, um lokale und entfernte Dehnungen zu bestimmen, die zur Ermittlung der Zugdehnungskapazität einer fehlerhaften Rohrrundschweißung verwendet werden:

https://www.nist.gov/video/curved-wide-plate-testing


NIST führt eine SE(T)-Prüfung mit digitaler Bildkorrelation (DIC) durch, die den asymmetrischen Dehnungsgradienten einer in der Wärmeeinflusszone gekerbten Probe zeigt:

https://www.nist.gov/video/single-edge-notch-tension-testing

BCTF-50 – Hintergrundbeleuchteter Kalibriertargethalter

Der BCTF-50 – speziell entwickelt für Glaskalibriertargets

 

 

BCTF-50 Technische Spezifikationen

  • BCTF-50 Technische Spezifikationen
  • Batteriebetriebene Hintergrundbeleuchtung
  • 6 Std. Laufzeit / 1 Std. Aufladen über Micro-USB
  • Adapter für Mikroskop-Targets
  • Drehachse zum Kippen in der Rastermitte
  • Verschieben über x-y-z-Tisch
  • Spannvorrichtung für Zugprüfmaschine
  • Target-Austausch über Clip-Halterung
  • Für max. Targetgröße von 50 x 50 mm
  • erhältlich mit verschiedenen Klemmadaptern für flache oder runde Proben (siehe unten)

 

            

 

Für weitere Informationen, ein Angebot oder bei Fragen stehen wir Ihnen gerne unter info@isi-sys.com zur Verfügung

Speckle Pattern Application Kit

Das Speckle Pattern Application Kit für die unkomplizierte und schnelle Herstellung eines perfekten Speckle-Musters für ihre DIC-Anwendung!

Die Komponenten im Correlated Solutions Speckle Pattern Application Kit ermöglichen die Herstellung eines idealen Speckle-Musters, welches für gute Signaturen im gesamten Interessenbereich wichtig ist, so dass Subsets mit konstanter Größe mit Sicherheit verfolgt werden können

 

 

Eigenschaften und Vorteile:

  • Hoher Kontrast, schnelle Vorbereitung
  • Präzision: Optimierte und konsistente Punktgrößen
  • 50 % Abdeckung: Optimierte und konsistente Punktgrößen
  • Zufällig: Perfekte Mischung aus unregelmäßigem und regelmäßigem Muster
  • Ergebnis: Verbesserte höhere räumliche Auflösung durch optimierte Subsetgröße und stark reduziertes Rauschen.

 

Warum ist ein gutes Speckle-Muster erforderlich?

In der digitalen Bildkorrelation wird ein Gitter aus kleinen Teilbereichen des Bildes verfolgt, während sich die Probe bewegt und verformt. Um diese Verfolgung durchzuführen, werden die Subsets so lange verschoben, bis das Muster im verformten Bild so nah wie möglich am Referenzbild liegt; diese Übereinstimmung wird aus der Gesamtdifferenz der Graustufen an jedem Punkt berechnet. Ein gutes Speckle-Muster ermöglicht es, die Korrelation mit hohem Zuverlässigkeitsgrad herzustellen und ein geringes Rauschen zu erzeugen. Das folgende Beispiel zeigt die Unschärfe für die außerplanmäßigen Messdaten in Z-Richtung mit unterschiedlichen Speckle-Mustern.

 

 

Um konsistente Speckle-Muster für verschiedene Probengrößen und Materialien bereitzustellen, enthält das Speckle-Kit:

 

Stempelwalzen (6 Größen):

  • 0,18mm Punktgröße für 53 – 145mm Sichtfeld*
  • 0,33mm Punktgröße für 102 – 296mm Sichtfeld*
  • 0,66mm Punktgröße für 203 – 539mm Sichtfeld*
  • 1,27mm Punktgröße für 389 – 826mm Sichtfeld*
  • 2,45mm Punktgröße für 762 – 2032 mm Sichtfeld*
  • 5,08mm Punktgröße für 1524 – 4064 mm Sichtfeld*

Flachstempel (6 Größen)

  • 0,18mm Punktgröße für 53 – 145mm Sichtfeld*
  • 0,33mm Punktgröße für 102 – 296mm Sichtfeld*
  • 0,66mm Punktgröße für 203 – 539mm Sichtfeld*
  • 1,27mm Punktgröße für 389 – 826mm Sichtfeld*
  • 2,45mm Punktgröße für 762 – 2032 mm Sichtfeld*
  • 5,08mm Punktgröße für 1524 – 4064 mm Sichtfeld*
  • „Wippe“ zur Befestigung/Benutzung der Flachstempel

Zubehör:

  • Extra Tinte
  • Stempelkissen
  • Hartschalen-Tragekoffer

 

* empfohlenes Sichtfeld (Bildbreite) für Standard 5Mpx Sensor mit 2500 x 2000px. Alternativ können Sie auch die Punktgröße überprüfen, die mindestens etwa 3x3px betragen sollte.

 

Für weitere Informationen, ein Angebot oder bei Fragen stehen wir Ihnen gerne unter info@isi-sys.com zur Verfügung.

Polarisationsfilter für HEDLER LED’s

NEU! Der Polarisationsfilter für HEDLER LED’s von isi-sys

Der Hauptgrund für den Einsatz von Lichtbildungsgeräten in der Digitalen Bildkorrelation ist die Vermeidung von direkten Reflexionen. Die HEDLER Profilux LEDs können mit unterschiedlichem lichtbildendem Zubehör ausgestattet werden, wie es in herkömmlichen Fotostudios üblich ist. Einige davon sind auch für die Bildkorrelation geeignet. isi-sys berät Sie gerne zu dem passenden Zubehör für Ihre Anwendung.

Die erste grundlegende Empfehlung ist jedoch, die Lichtquelle unabhängig vom Bildkorrelationssystem einzurichten, um eine geeignete Beleuchtungsrichtung einzustellen. In einer Reihe von Anwendungen ist dies ausreichend und zusätzliches Zubehör kann vermieden werden, was insofern von Vorteil ist, als das die Anwendung von Zubehör meist mit Lichtverlusten verbunden ist.

Sehr empfehlenswert ist der neue, eigens von isi-sys entwickelte Polarisationsfilter, der speziell für die Hochleistungs-Hedler LED1000 konzipiert wurde und in Kombination mit geeigneten Polarisationsfiltern am DIC-Stereo-System hilft, auf stark gekrümmten und glänzenden – auch nassen – Oberflächen zu arbeiten.

HEDLER LED Lichtquellen

isi-sys bietet diverse Lichtquellen der Firma HEDLER an, insbesondere die 3 folgenden Produkte, für welche wir auch einen eigens von isi-sys entwickelten Polarisationsfilter anbieten (mehr Informationen >>):

 

LED1000

Fokussierbare weiße LED-Lichtquelle mit 185W, kontinuierliche Wellenlänge

 

 

Die HEDLER Profilux LED1000 ist eine neu entwickelte Dauerlichteinheit, die mit einer leistungsstarken Einzel-LED-Tageslichtqualität mit ca. 5600K und einem CRI > 90 erzeugt – flimmerfrei! Sie verfügt über eine extrem leise Lüfterkühlung und eine spezielle, aktive LED-Kühlung; die LED hat eine durchschnittliche Lebensdauer von ca. 50000 Stunden.

Die LED1000 ist ausgestattet mit:

  • Fresnellinse
  • 185 Watts Hochleistungs-Einzelzellen LED
  • Integriertes elektronisches Vorschaltgerät
  • U-Bügel mit 5/8″ Schnellverschluss-Leuchtenstativbefestigung und Reibungsbremse sowie dem HEDLER QuickFit-Adapter zum komfortablen und schnellen Austausch von Reflektoren

 

 

LED 650

70° erweiterte weiße LED-Lichtquelle mit 75W Dauerleistung

 

 

LED 1000x

75° erweiterte Weißlichtquelle mit 185W kontinuierlicher Wellenlänge

 

Hinweis: Die LED 650 und 1000x werden nur aus Kostengründen für große Sichtfelder >1m und bei Anwendungen mit kurzen Objektabständen empfohlen. Der Betrieb mit separatem Lichtstativ oder Stativ wird dabei empfohlen, da ohne die LED650 sowie die LED1000x anders als die LED1000 nicht über eine Fokussierung verfügen.

Blue-X-Focus – LED Lichtquelle

Die neue LED-Lichtquelle mit 200W @ 100Hz und 1μs Flash-Periode.

 

Die Blue-X-Focus ist eine leistungsstarke LED-Lichtquelle, die von isi-sys speziell für die digitale Bildkorrelation entwickelt wurde:

  • Die kurze, einwellige Länge (blau) verbessert die Eigenschaften der optischen Übertragungsfunktion, insbesondere a) an den Bildrändern für konventionelle Objektive und b) für hochauflösende, Aufbauten mit kleinen Sichtfeldern wie den Micro 3D Stereo-Sensor.
  • Der Pulsmodus reduziert Bewegungsunschärfen und maximiert die Lichtleistung bei geringstmöglicher Erwärmung der Objektoberfläche
  • Großer Strahlausdehnungsbereich von 3,2° bis 60° für kleines bis großes Sichtfeld. Bedienung durch kleine Fenster
  • Ein Polarisationsfilter (optional) unterdrückt direkte Reflexionen in Kombination mit einem zweiten Paar für die Sensoren
  • Die kurze Wellenlänge kann in Kombination mit Bandpassfiltern zur Messung an heißen Proben verwendet werden.

 

Weitere Details:

  • Leistung: Standardbetrieb mit 80W im Dauerbetrieb oder 120W im Impulsbetrieb je nach Tastverhältnis. Beispiel für 0,7 Tastverhältnis: 105W bei 240Hz und 2,9ms Blinkdauer. Leistung manuell oder extern über Pulslänge und Frequenz einstellbar sowie automatisch temperaturabhängig begrenzt.
  • Der Fokussieradapter für Standard-DIC ist von 5° auf 60° erweiterbar. Die Version für kleine Sichtfelder ist einstellbar von 3,2° bis 4,7° Erweiterung entsprechend z. B. 5mm x 3mm bei 53mm Arbeitsabstand oder 300mm x 140mm bei 1800mm Arbeitsabstand
  • Die Montage ist horizontal oder vertikal über M6 oder ¼“ Gewinde möglich
  • Der Kühlluftstrom wird vom vorderen Eingang zur Rückseite geleitet, um Heißluftwellen in den Bildern zu vermeiden.

 

Anwendungsbeispiel für Digitale Bildkorrelation bei kleinem Sichtfeld (Vergrößerung 1:1 ca. 14x10mm @ 12Mpx, Rodagon 135mm)

 

 

DAQ Geräte

Die isi-sys DAQ Geräte sind für den Betrieb mit der Vic-Software for Digital Image Correlation (DIC) von Correlated Solutions eingerichtet und fungieren als integraler Bestandteil der isi-sys Turn-Key-DIC-Systeme. Sie dienen hauptsächlich zum Triggern der Kameras (Hardwaretrigger) und gleichzeitigen Aufzeichnen analoger Daten sowie zum Liefern analoger Echtzeitausgaben, die von der Vic-Gauge-Software erzeugt werden.

Es gibt drei DAQ-Typen mit unterschiedlicher Leistung und Ausstattung (und Preisgestaltung):

 

DAQ-STD-8D

Nur das DAQ-STD- 8D Synchronisations- / Triggergerät kann zur Synchronisation der Kameras über ein periodisches Signal verwendet werden (unterstützt durch das Fulcrum-Modul von Vic-Snap oder das isi-sys Synchronisationssoftwaremodul / isi-Studio).

 

 

 

 

 

DAQ-T8D-16

 

isi-sys bietet ebenfalls ein 16-Bit-Gerät an – die DAQ-T8D-16. Beide Geräte verfügen über +/-10V-Ausgangskanäle

 

 

 

 

 

 

DIC-DAQ-Box-klein
Die DAQ-T4D-12 ist ein 12-Bit-Gerät mit 5V-Analogausgang.

 

 

 

 

 

 

 

Kamera-Trigger & Stromversorgung

Hardware-Triggerung sowie die Stromversorgung für die Kameras werden über die 12-poligen Hirose-Stecker am Messgerät übertragen. Zwei dieser Anschlüsse sind für den Anschluss von bis zu zwei Kameras verfügbar. Isi-sys bietet auch Y-Kabel für den Betrieb von 4 Kameras (zwei Stereoanlagen) oder mehr an. Auch der Betrieb von mehr als zwei Kameras mit einem DAQ Gerät ist möglich. Hierzu beraten wir Sie gerne.

 

Computeranschluss 

Der Anschluss an einen Computer erfolgt über ein USB-Kabel (Typ A <-> Typ B Stecker)

 

Analogeingänge

isi-sys DAQ Geräte sind wahlweise mit differentiellen oder nicht-differenziellen Analogeingängen erhältlich. Die analogen Eingangsanschlüsse sind vom Typ BNC, der Bereich beträgt +/-10V.

 

Weitere IO-Anschlüsse

Neben den analogen Eingängen können alle isi-sys Messgeräte auch mit analogen Ausgängen (BNC-Stecker) ausgestattet werden, die sich je nach Messtyp im Spannungsbereich unterscheiden. Digitale IO-Anschlüsse (BNC-Typ) sind ebenfalls verfügbar.

Vic-3D Educational System

Das neue VIC-3D Educational (EDU) System von Correlated Solutions ist eine kostengünstige Lösung, welche für akademische Einrichtungen entwickelt wurde, um Studenten und Absolventen die Technik der digitalen Bildkorrelation zu vermitteln.

Das VIC-3D EDU System verwendet die gleichen präzisen DIC-Algorithmen wie die leistungsstarke VIC-3D Software und ermöglicht dem Nutzer dabei eine schnelle und einfache Datenerfassung. Das System zeichnet sich durch ein vereinfachtes Setup, eine effektiv integrierte Bildaufnahme sowie ideale Nachbearbeitungsfunktionen aus. Die Stereokameras sind in einem Schutzgehäuse montiert, welches mit einer integrierten LED-Lichtquelle, einem Lüfter sowie einen externen USB- und Stromanschluss ausgestattet ist. Das System enthält außerdem ein Stativ, einen Stativkopf, einen Speckle-Roller, ein Stempelkissen, ein Kalibriertarget sowie einen praktischen Koffer für den sicheren Transport.

Dieses Produkt ist die perfekte Ergänzung zu Ingenieurskursen wie Festkörpermechanik, Messtechniken, Strukturen, Automobilkonstruktion, Luft- und Raumfahrt, Sicherheit, FEA-Validierung und vielen anderen. Darüber hinaus ist die VIC-3D Edu Software in der Lage, Bilder von jedem anderem VIC-3D Edu System zu verarbeiten, so dass Sie die Daten nicht nur innerhalb ihrer Universität sondern auch mit Kollegen an anderen Universitäten/Hochschulen austauschen können. Das System benötigt lediglich einen Computer mit einem freien USB 3.0 Anschluss sowie eine verfügbare Stromquelle. Ob bei der Vermittlung von Messtechniken an Studenten oder bei der Validierung von FEA-Modellen, dieses System wird sicher zur Qualitätssteigerung des Lehrplans beitragen können.

 

VIC-3D Educational System

 

VIC-3D Educational System Spezifikationen:

Kameraauflösung 1920 x 1200 (2.3 Megapixel)
Bildfrequenz 20Hz live, .5Hz Aufnahme, 100 Bilder pro Aufnahme
Belichtungszeit 19µs – 1s
Sichtfeld Fest: 150 x 200 mm
Wegauflösung In-plane: +/-2µm; Out-of-plane: +/-4µm
Dehnungsmessungsauflösung 50µε
Dehnungsmessbereich  0.005% to >2000%
VIC-3D EDU Lizenzen Unbegrenzt
Software Features 3D Verschiebungen, Dehnungen, Grafikwerkzeuge und vieles mehr

 

Für weitere Informationen oder ein unverbindliches Angebot wenden Sie sich jederzeit per Mail an info@isi-sys.com oder kontaktieren Sie uns telefonisch unter +49 561 739798-0.

Vakuumanregung an Batteriepacks

Lufteinschlüsse oder Luftblasen in modernen Batterie-Packs sind ein ernstes und gefährliches Problem. Der isi-sys SE2 Sensor kann kleine und große Fehlstellen (wie Luftblasen, Lufteinschlüsse, Risse oder andere) innerhalb von wenigen Sekunden erfassen. Dabei ist es egal, ob sich die Fehlstellen direkt an der Oberfläche oder tief im Inneren der Probe befinden. Im Beispiel unten wurde ein Batterie-Pack der Universität München, IBW untersucht.

Messaufbau:

Die Probe wurde für den Test in einer Vakuumglaskammer mit dem SE2-Sensor untersucht. Hierbei handelt es sich um eine economische Lösung für manuelle Untersuchungen in der Zerstörungsfreien Prüfung. Um automatisierte Serientests in der Produktion durchzuführen, wären weiterführende Aufbauten notwendig, die von isi-sys angeboten werden.

Prüfverfahren:

Zur Untersuchung der Batterie-Packs sind nur geringe Druckunterschiede von einigen mbar notwendig, die in der kleinen Vakuumkammer in wenigen Sekunden anliegen. Der Sensor überwacht die Batterieoberfläche während der Druckänderung und misst die differentielle Verformung der Oberfläche. Aufgrund der Expansion der Luftblasen und Lufttaschen können die Einschlüsse, wie in den folgenden Bildern zu sehen, lokalisiert werden.

Im ersten Bild wird das Live-Bild des Sensors von dem Batterie-Pack dargestellt.  Das zweite Bild zeigt die rekontruierte Phase, die im Zusammenhang mit dem lokalen Verformungsgradienten steht.

battery pack3

battery pack2

 

Generell hängt die erforderliche Druckdifferenz von der Tiefe und Größe der Fehlstellen ab, sowie von der mechanischen Steifigkeit der getesteten Struktur. Doch im Normalfall benötigt man nur eine geringe Vakuumbelastung, weil die Empfindlichkeit des Sensors für die Aufnahme der Verformungsdifferenz der Oberfläche extrem hoch ist.

Abgasrohr

Exhaust1Die Ingenieure der Firma Cummins entwickeln und testen ihre Motoren, um reellen Bedingungen der Industrie standzuhalten, die von militärische Einsätzen bis zu großen Industrieanlagen reichen. Sie wollen genaustens erfahren, wie sich ihre Bauteile unter der Kombination von thermischer und mechanischer Belastung verformen. Das bedeutet, sie müssen ihre Tests mit laufenden heißen Motoren durchführen.

Aufgrund der komplexen Spannungsfelder, die unter diesen Bedingungen erzeugt werden, können herkömmliche Dehnungsmessstreifen Cummins Anforderungen nicht genügen. FEM Simulationen  sind durch die unsicheren Randbedingungen ebenfalls nur begrenzt möglich. Mit dem Vic-3D System sind Cummins Ingenieure in der Lage detaillierte 3-dimensionale Dehnungsmessungen durchzuführen. Diese Messungen werden unter reellen Belastungsbedingungen vorgenommen, während der Motor läuft. Darüber hinaus ist der Aufbau des Vic-3D Systems einfach, mit dem System können sowohl kleine Objekte als auch große Baugruppen vermessen werden.

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Paul Gloeckner, leitender Entwicklungsingenieur von Cummins, beschreibt die Nützlichkeit des Vic-3D Systems wie folgt: “Dieses Messgerät erlaubt es uns Untersuchungen vorzunehmen, die bisher nicht möglich waren. Zusätzlich konnten die Messzeiten der Tests reduziert werden.”