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3D-Micro-DIC System Blue Falcon

Der 3D-Micro-DIC Sen­sor wird für voll­flä­chi­ge Dehnungs‑, Defor­ma­ti­ons- und Ermü­dungs­mes­sun­gen bei klei­nen Sicht­fel­dern mit hoher Auf­lö­sung (5Mpx) oder als 3D-Video-Exten­so­me­ter (bis zu 500Hz) ein­ge­setzt. Das Mess­prin­zip ist die digi­ta­le Bild­kor­re­la­ti­on auf Basis der welt­weit eta­blier­ten Vic Soft­ware (Vic-Snap, Vic-3D und Vic-Gau­ge) von Cor­re­la­ted-Solu­ti­ons. Die isi-sys Sen­sor-Hard­ware und die Vic-Soft­ware ver­schmel­zen zu einem prak­ti­schen High-End-Gerät für einen schnel­len und zuver­läs­si­gen Betrieb in der Mate­ri­al­prü­fung und Strukturanalyse.

 

Vorteile und Merkmale des 3D-Micro-DIC Systems:

  • Kom­pak­tes und star­res Design, schnel­le Mon­ta­ge und ein­fa­che Handhabung
  • Vor­jus­tier­tes, fes­tes Sicht­feld und sta­bi­le Kalibrierung
  • Spe­zi­ell für klei­ne und sehr klei­ne Sicht­fel­der (FOV)
  • Zuver­läs­si­ge und schnel­le USB 3.0 Schnitt­stel­le für Desk­top- oder Laptop-PCs
  • Turn-key Lösung inklu­si­ve Vic-Snap und Vic-Gau­ge 3D
  • Robus­te und zuver­läs­si­ge Daten­ana­ly­se mit Vic-3D

 

 

strainograph-diagram

 

 

Technische Highlights des 3D-Micro-DIC Systems

  • Kon­ti­nu­ier­li­che Auf­zeich­nung von 3D Voll­feld (5Mpx @ 75Hz Bild­ra­te) auf SSD
  • Höhe­re Frame­ra­ten bei redu­zier­ter Auflösung
    (z. B. [Pixel@Hz]: 1600x1200@133; 1920x1080@148; 1280x720@217; 800x600@258; 640x480@315; 320x240@576).
  • geeig­net für Video-Exten­so­me­ter-Funk­tio­nen und deh­nungs­ab­hän­gi­ge Echtzeitsteuerung
  • Deh­nungs­rau­schen von ± 0,001% (± 10μstrain) und bes­ser durch Zeitmittelung
  • Defor­ma­ti­ons­emp­find­lich­keit im nm-Bereich (1/100 Pixel) abhän­gig vom Sichtfeld

 

Verfügbare Versionen des Messvolumens [mm]

1:2 Abbil­dungs­maß­stab (~ 16mm x 12mm @ 2.8 mm Tiefenschärfe)

1:1 Abbil­dungs­maß­stab (~ 8mm x 6mm @ 1.2 mm Tiefenschärfe)

2:1 Abbil­dungs­maß­stab (~ 4.2mm x 3.5mm @ 0.25 mm Tiefenschärfe)

 

Datenerfassungseinheiten (DAQ) für 3D-Micro-DIC

  • Bild­syn­chro­ne ana­lo­ge Daten­auf­zeich­nung (8x Dif­fe­ren­ti­al­mo­dus, 16 bit, ± 10V)
  • 2 x ana­lo­ge Aus­gangs­ka­nä­le für Rück­mel­dungs­kon­trol­le (16 Bit, ± 10V)
  • Kame­ra-Trig­ge­rung und (optio­nal) Pha­sen­syn­chro­ni­sa­ti­on für peri­odi­sche Signale
  • Kom­plet­te Inte­gra­ti­on und Unter­stüt­zung in allen Vic-Softwaremodulen

 

Anwendungsbeispiel

Räum­li­che Auf­lö­sung und Genauigkeit

 

 

Prinzip der Digitalen Bildkorrelation

Prinzip der Digitalen Bildkorrelation

Die digi­ta­le Bild­kor­re­la­ti­on (kurz „DIC“) ist eine bewähr­te, benut­zer­freund­li­che, opti­sche Metho­de zur Ver­mes­sung von Ober­flä­chen. Bei die­ser Metho­de wird ein Grau­wert­mus­ter (Speck­le­mus­ter) mit gerin­gen Anstän­den auf der Ober­flä­che einer Pro­be ver­folgt. Wäh­rend­des­sen fin­det eine Ver­for­mung stattf (sie­he auch die roten Käs­ten im Bild unten). Ver­gli­chen mit aktu­el­len FEA Model­len lie­fert die­ses Prin­zip der digi­ta­len Bild­kor­re­la­ti­on exak­te Ergeb­nis­se. Sowohl das VIC-2D Sys­tem als auch VIC-3D von Cor­re­la­ted Solu­ti­ons ver­wen­den die­se fort­schritt­li­che opti­sche Messtechnik.

 

Übersicht der Digitalen Bildkorrelation

Das wich­tigs­te Hils­mit­tel und der Grund, war­um die digi­ta­le Bild­kor­re­la­ti­on fle­xi­bel, sta­bil und benut­zer­freund­lich ist, wird in den fol­gen­den Bil­dern dargestellt:
Prinzip der Digitalen Bildkorrelation

 Der Punkt wird wäh­rend einer Ver­for­mung verfolgt.

Zwei-dimensionales Beispiel

Die bei­den Abbil­dun­gen unten zei­gen eine Alu­mi­ni­um­pro­be mit zwei halb­kreis­för­mi­gen Aus­schnit­ten und auf­ge­brach­ten Speck­le­mus­ter. Bei­de Bil­der stam­men von einer Mess­rei­he. Der Aus­gans­zu­stand links besitzt nur eine gerin­ge Ver­for­mung. Im Enzu­stand (rech­tes Bild) weist die Pro­be hin­ge­gen eine star­ke Ver­for­mung auf. Solang sich die Defor­ma­tio­nen vor­wie­gend in der Ebe­ne befin­den, reicht eine Kame­ra zur Ver­mes­sung der Defor­ma­tio­nen aus.

VIC2DAus­gangs­zu­stand

VIC2DaEnd­zu­stand

Mit Hil­fe der zwei-dimen­sio­na­len Bild­kor­re­la­ti­on kön­nen aus den auf­ge­nom­me­nen Bil­dern oben die hori­zon­ta­len Deh­nun­gen berech­net wer­den (sie­he nächs­tes Bild).

VIC2D-2 VIC2D-2a
VIC2D-2b

Drei-dimensionales Beispiel

Die bei­den Speck­le Bil­der unten wer­den simul­tan mit der lin­ken und rech­ten Kame­ra eines Ste­reo-Sys­tems auf­ge­nom­men. Bei der Pro­be han­delt es sich um ein Glas­stück, auf dem das Fir­men­lo­go von Cor­re­la­ted Solu­ti­ons auf­ge­klebt wur­de. Das Speck­le­mus­ter wur­de mit schwar­zen und wei­ßen Sprüh­fla­schen aufgebracht.

VIC3Dleft
lin­ke Ansicht
 VIC3Dright
rech­te Ansicht

Im Ergeb­nis unten wird die Form des Logo-Sti­ckers, die mit dem Vic-3D Sys­tem ver­mes­sen wur­de, dar­ge­stellt. Die Dicke des Sti­ckers betragt etwa 0,070mm.

VIC3D-2
Wenn Sie mehr über das Prin­zip der Digi­ta­len Bild­kor­re­la­ti­on erfah­ren möch­ten oder Infor­ma­tio­nen zu unse­ren Pro­duk­ten erhal­ten möch­ten, errei­chen Sie uns unter info@isi-sys.com oder +49 561 – 739798–0

Kombination von digitaler Bildkorrelation mit Thermografie

Die digi­ta­le Bild­kor­re­la­ti­on erfasst die 3D Kon­tur der Objekt­ober­flä­che und misst ganz­flä­chig deren Deh­nung, Ver­for­mung und Ver­schie­bung. Die Ther­mo­gra­fie misst die Tem­pe­ra­tur an der Ober­flä­che des Objekts.  Durch eine Fusi­on der Ein­zel­ver­fah­ren – digi­ta­le Bild­kor­re­la­ti­on und Ther­mo­gra­fie – kann der Zusam­men­hang von Tem­pe­ra­tur und Deh­nung voll­stän­dig erfasst wer­den und ent­spre­chen­den Effek­te unter­sucht wer­den. Bei­spiels­wei­se kann der (loka­le) Wär­me­aus­deh­nungs­ko­ef­fi­zi­ent der Mate­ri­al­ober­flä­che auch bei kom­bi­nier­ten und kom­ple­xen Bau­tei­len bestimmt werden.

Sowohl die IR-Kame­ra der Ther­mo­gra­fie, als auch die bei­den CCD-Kame­ras für die 3D Bild­kor­re­la­ti­on kön­nen kom­pakt auf dem Ste­reo­trä­ger ange­ord­net wer­den. Ein gemein­sam Mess­vo­lu­men wird Kali­bi­ert, so dass die Tem­pe­ra­tur­da­ten den Daten der Ober­flä­chen­kon­tur (ein­schließ­lich Deh­nung und Ver­for­mung) in VIC 3D zuge­ord­net wer­den kön­nen. Durch die gleich­zei­ti­ge Trig­ge­rung der IR-Kame­ra und des Kame­ras des Ste­reo­sys­tem (sowie eine bild­syn­chro­ne Daten­er­fas­sung), wer­den sowohl die Tem­pe­ra­tur als auch Deh­nung und Ver­for­mun­gen in Kom­bi­na­ti­on bei­spiels­wei­se mit Belas­tungs­grö­ßen wie Kraft/Weg oder Leis­tung (Strom) syn­chron erfasst. Dies ist ins­be­son­de­re für Anwen­dungs­ge­bie­te von Bedeu­tung, bei denen fes­tig­keitsrele­fan­te Bau­teil-Deh­nun­gen und Ver­for­mun­gen durch ther­mi­sche Ener­gie auf­tre­ten, bei­spiels­wei­se durch einen Strom­fluss und ent­spre­chen­der Wär­me­ent­wick­lung oder bei Ermüdungsversuchen.

Systemkonfiguration und Funktionen

Sowohl die IR-Kame­ra für die Ther­mo­gra­fie als auch die bei­den CCD-Kame­ras für die 3D-Bild­kor­re­la­ti­on sind auf einem Stan­dard-Ste­re­o­bal­ken montiert

  • Tem­pe­ra­tu­ren von bis zu 2.000°C
  • Syn­chro­ni­sier­te IR- und DIC-Bilder
  • Benut­zer­freund­li­che Ein­rich­tung und Kalibrierung
  • Ein­zig­ar­tig gestal­te­te IR-Kalibriertargets
  • Ana­lo­ge Datensynchronisation
  • Extrak­ti­on von Punk­ten, Regio­nen und Kno­ten­punk­ten für die FEM-Validierung
  • Prä­zi­se Mes­sung von Ver­for­mungs- und Ther­mo­gra­fie­da­ten – gleichzeitig
  • Fern­an­zei­ge und ‑auf­nah­me von Bil­dern mit der VIC-Snap-Fernbedienung
  • Voll­flä­chi­ge Mes­sung von 3D-Ver­schie­bun­gen und Dehnungen
  • Alle Fea­tures für das VIC-3D Sys­tem inklusive

dic-thermografie

Ein­satz­ge­biet die­ses Mul­ti­funk­ti­ons­ge­rä­tes sind alle Anwen­dun­gen mit Bau­teil­ver­for­mun­gen durch ther­mi­sche Ener­gie wie bei­spiels­wei­se Strom­fluss. Die­ses Pro­dukt ermög­licht die gleich­zei­ti­ge Bestim­mung der Wär­me­strö­me sowie der Deh­nung und Verformung.

Beispiel: Vermessungen eines Photovoltaik-Moduls

 

 

In die­ser Unter­su­chung wur­den defek­te Pho­to­vol­ta­ik- Modu­le im Betrieb betrach­tet. Die Rück­sei­te des Moduls wur­de für die digi­ta­le Bild­kor­re­la­ti­on mit einem Speck­le­mus­ter versehen.

 

 

Drei­di­men­sio­na­le Dar­stel­lung der Temperaturwerte.

 

 

Drei­di­men­sio­na­le Dar­stel­lung der Dehnungsmessung.

Vic-3D Stereomikroskop

Das Vic-3D Mikro­skop-Sys­tem ist eine neue Ergän­zung zu der bestehen­den Vic-3D Pro­duk­ti­ons­rei­he. Vic-3D Micro ermög­licht eine genaue Ver­schie­bungs- und Deh­nungs­mes­sung bei star­ker Vergrößerung.

HintergrundStereomikroskop2

In den letz­ten Jah­ren stieg die Popu­la­ri­tät der drei­di­men­sio­na­le Bild­kor­re­la­ti­on (DIC) für die Deh­nungs­mes­sung stark an, auf­grund der her­vor­ra­gen­den Genau­ig­keit, der Rubust­heit und einer ein­fa­chen Bedien­bar­keit. Aller­dings wer­den 3D Mes­sun­gen von Pro­ben mit sehr klei­ner Geo­me­trie äußerst schwie­rig. Der Grund hier­für liegt in der Tie­fen­schär­fe, die nicht aus­reicht, wenn zwei Kame­ras mit unter­schied­li­chen Betrach­tungs­win­keln und hoher Ver­grö­ße­rung ein Objekt beob­ach­ten sollen.

Ste­reo­mi­kro­sko­pe über­win­den die­se Ein­schrän­kung. Aller­dings ver­hin­dert der inne­re Auf­bau die rich­ti­ge Kor­rek­tur von Bild­ver­zer­run­gen mit tra­di­tio­nel­len Model­len wie der Sei­del­schen Bild­feh­ler­theo­rie. Die­se unkor­ri­gier­ten Bil­der wür­den zu stark ver­zerr­ten For­men bzw Deh­nungs­mes­sun­gen füh­ren. Die Ver­zer­run­gen lie­gen dann übli­cher­wei­se in der Grö­ßen­ord­nung von meh­re­ren % bzw. meh­re­ren tau­send Mikros­train, was in den meis­ten Anwen­dungs­fäl­len bereits eine Abwei­chung grö­ßer als das Deh­nungs­mess­si­gnal selbst darstellt.

Zur Lösung die­ses Pro­blems hat Cor­re­la­ted Solu­ti­ons eine ein­fach zu bedie­nen­de Kali­brie­rungs­me­tho­de ent­wi­ckelt und paten­tiert, die nicht unter tra­di­tio­nel­len para­me­tri­schen Ver­zer­rungs­mo­del­len lei­det. Das Kali­brie­rungs­ver­fah­ren berech­net die nicht­pa­ra­me­tri­schen Ver­zer­rungs­fel­der des Ste­reo­mi­kro­skops und elemi­niert voll­stän­dig alle Form- und Deh­nungs­ver­zer­run­gen einer Messung.

Systemmerkmale

  • Sicht­feld (Zoom­be­reich): 0,8mm – 7mm
  • Voll­flä­chi­ge Mes­sung der 3D Koor­di­na­ten, Ver­schie­bun­gen, Geschwin­dig­kei­ten und des kom­plet­ten Dehnungstensors
  • Auto­ma­ti­sche Kalibrierung
  • Bild­paa­re wer­den auto­ma­tisch überlappt
  • Leis­tungs­star­ke Werk­zeu­ge für die Visua­li­sie­rung der Daten 
    • Kon­tur­an­zei­ge, die auf die Auf­nah­men der Pro­be über­tra­gen wer­den kann
    • Daten­ex­trak­ti­on der 3D Plots basie­rend auf benut­zer­de­fi­nier­te Lini­en und Kreise
    • Nach­be­ar­bei­tungs­tools für eine sta­tis­ti­sche Ana­ly­se, Span­nungs-Deh­nungs-Kur­ven und vie­les mehr
  • Kom­for­ta­bler Daten­ex­port mit dem FLEX­PortTM Datentool 
    • Die Daten kön­nen in Tecplot/plain ASCII, Mat­lab und STL For­ma­te expor­tiert werden
    • Kno­ten-Daten kön­nen leicht für FEA Über­prü­fung extra­hiert werden
  • Ein Jahr tech­ni­scher Sup­port und Software-Upgrades
  • Ein Jahr Aus­tausch­ga­ran­tie für Defek­te in Mate­ria­li­en oder Ver­ar­bei­tungs­feh­ler aller Teile

 

Anwen­dungs­bei­spie­le zum The­ma Vic-3D Micro:

Durch­trenn­ter Kon­den­sat­or­chip unter Biegebelastung

Kom­bi­na­ti­on eines Ste­reo­mi­kro­skops mit digi­ta­ler Bild­kor­re­la­ti­on Vic-3D

Kombination aus Fulcrum und FFT Module

Die Kom­bi­na­ti­on des neu­en Vic-3D FFT-Moduls und der bekann­ten Syn­chro­ni­sa­ti­ons-/Trig­ger-Ein­heit mit Ful­crum Modul von isi-sys GmbH/Correlated Solu­ti­ons für die Vibro­kor­re­la­ti­on ermög­licht eine voll Modal- und Vibra­ti­ons-Ana­ly­se unter der Ver­wen­dung kon­ven­tio­nel­ler „Low speed“ Kame­ras. Wei­ter­hin kann es für Objek­te mit hoher Fre­quenz­an­re­gung, z.B. durch kon­ven­tio­nel­le Shaker, ange­wen­det wer­den,  somit wer­den kei­ne Hoch­ge­schwin­dig­keits­ka­me­ras notwendig.

 

Anregungssignal

Auf ein Objekt wird mit einem elek­tro­dy­na­mi­schen, hydrau­li­schen oder Pie­zo-Shaker ein peri­odi­sches Schwin­gungs­si­gnal mit einem brei­ten Fre­quenz­spek­trum ange­wen­det. Die Kame­ras des Ste­reo­sys­tems erhal­ten eine kur­ze Belich­tungs­zeit (hier 200 µs) und wer­den durch das Ful­crum Modul von Vic-Sna­pe getriggert.

Im unte­ren Bild wird das Anre­gungs­si­gnal gezeigt. Der Funk­ti­ons­ge­ne­ra­tor erzeugt einen Puls für jeden Zyklus des Anre­gungs­si­gnals (chirp) . Er ist mit dem Syn­chro­ni­sa­ti­ons­ge­rät (sie­he unten ) verbunden.

Anregungssignal

Bild 1 – Frequenzspektrum

Anregungssignal 2

Bild 2 – Anregungssignal

SynchronisationTrigger device

Die Kame­ras wer­den über das Stan­dard Syn­chro­ni­sa­ti­ons- / Trig­ger-Gerät DAQ_STD_8D getrig­gert und von dem Ful­crum Modul für Vic-Snap / Vic-3D kontrolliert.

 

FFT Modul Beispiel

Das fol­gen­de Ergeb­nis ver­an­schau­licht den Arbeits­be­reich eines FFT Moduls in Vic-3D. Im obe­ren lin­ken Bereich wird die Ampli­tu­de, im rech­ten die Pha­se der aus­ge­wähl­ten Fre­quenz dar­ge­stellt. Ein Ver­schie­ben des Fre­quenz­wer­tes in einem der unte­ren Dia­gram­me (Ampli­tu­de bzw. Pha­se über die Fre­quenz) erlaubt es, von jedem ana­ly­sier­tem Fre­quenz­wert die zuge­hö­ri­ge Schwin­gungs­form anzu­zei­gen. In die­sem Bei­spiel wird die Ampli­tu­de als 3D Plot dar­ge­stellt, eine wei­te­re Mög­lich­keit wäre ein ani­mier­tes Video der Schwingungsform.

In dem Bei­spiel wur­de eine qua­dra­ti­sche Plat­te 140 x 140 mm mit unter­schied­li­chen Reso­nanz­fre­quen­zen belastet.

263Hz

Bild 4 – Reso­nanz bei 263 Hz

 

707Hz

Bild 5 – Reso­nanz bei 707 Hz

 

875Hz

Bild 6 – Reso­nanz bei 875 Hz

 

 

Anwendungsbeispiel FFT Modul:

Betriebs­mo­dus­ana­ly­se eines Mobil­te­le­fons wäh­rend des Vibrationsalarms

 

Software: isi-Studio

isi-Stu­dio ist eine spe­zi­ell ent­wi­ckel­te Soft­ware für die auto­ma­ti­sche und manu­el­le Beob­ach­tung und Auf­zeich­nung von (Speck­le-) Interferometrie.

isi-Stu­dio zeich­net die lau­fen­den Benut­ze­r­ope­ra­tio­nen auf und stellt sie in einer Ope­ra­ti­ons­his­to­rie dar. Wie­der­keh­ren­de Auf­ga­ben und Funk­ti­ons­ab­läu­fe kön­nen in der Soft­ware auto­ma­ti­siert wer­den, was sowohl indi­vi­du­el­le For­schungs­un­ter­su­chun­gen als auch auto­ma­ti­sier­te Pro­zes­se in der Indus­trie erleich­tert und beschleu­nigt. Das Pro­gramm bie­tet die Mög­lich­keit ver­schie­de­ne Kame­ra­funk­tio­nen, wie den She­ar­be­trag oder die Shut­ter­zeit der SE-Sen­sor-Serie fernzusteuern.

Zu den typi­schen Anwen­dun­gen zäh­len die zer­stö­rungs­freie Prü­fung, Schwin­gungs­ana­ly­sen, Deh­nungs- und Verformungsmessungen.

Funktionsmerkmale

Auto­ma­ti­sches Manage­ment der Pro­jek­te und Arbeits­ab­läu­fe: jeder Ope­ra­ti­ons­schritt ihrer Mes­sung und die  Bil­der wer­den aufgezeichnet.

isi-studio1x

Expo­si­ti­on der Speck­le-Inter­fe­ro­gram­me mit ver­schie­de­nen Auf­nah­me­tech­ni­ken, wie zum Bei­spiel  die Echt­zeit-Pha­sen­re­kontruk­ti­on oder „time avera­ge“ mit der Mög­lich­keit, ein neu­es Refe­renz­bild zu erzeugen.

x

X

isi-studio2X

isi-Stu­dio bie­tet ver­schie­de­ne Stan­dard-Fil­ter­ty­pen und wei­te­re Spe­zi­al­fil­ter ange­passt an die Dis­kon­ti­nui­tä­ten der Phasendarstellung.

X

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isi-studio3

isi-Stu­dio beinhal­tet eine robus­te Demo­du­la­ti­on und Ent­pa­ckungs­al­go­rith­men, die Pha­sen­schrit­te ent­fer­nen und die gefil­ter­te Pha­sen­dar­stel­lung in ein kon­ti­nu­ier­li­ches Bild umwandeln.

Wenn die Pha­sen­dar­stel­lung gefil­tert und demo­du­liert ist, besteht die Mög­lich­keit eine auto­ma­ti­sche Aus­wer­tung der Para­me­ter zu wäh­len. Bei­spiels­wei­se kann die Wel­len­län­ge der ver­wen­de­ten Licht­quel­le wäh­rend der Mes­sung in den Bild­ei­gen­schaf­ten abge­spei­chert werden.

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isi-studio4Für Prä­sen­ta­tio­nen oder die Ana­ly­se der Ergeb­nis­se bie­tet isi-Stu­dio ein 2D oder 3D Plots-Tool. Wenn Sie die Ergeb­nis­se in ande­re Doku­men­te ein­bin­den möch­ten, haben Sie die Mög­lich­keit gän­gi­ge In- und Out­put-Bild­for­ma­te (bmp, tiff, jpg, etc.) zu ver­wen­den. Wei­ter­hin besteht eine Kom­pa­ti­bi­li­tät für den nume­ri­schen Aus­tausch zu Math-Lab, Excel und ande­re Soft­ware. Alter­na­ti­ve kann mit dem Report-Gene­ra­tor direkt in isi-Stu­dio ein Report-Doku­ment erzeugt werden.

 

X

Im fol­gen­den Bespiel wird die Funk­tio­na­li­tät von isi-Stu­dio genau­er aufgezeigt:

x

Phasenrekonstruktion Gefilterte-Phasenaenderung Demodulierte-Phasenverteilung

Rekontruktion:relative Pha­sen­än­de­rung    Gefil­ter­te Pha­sen­än­de­rung              Demo­du­lier­te Phasenverteilung

Falschfarbendarstellung-bzw-Quantitaqtiv Integration-Verformungsamplitude Falschfarbendarstellung-Quantitativ

Falsch­far­ben­bild                                  Inte­gra­ti­on: Defor­ma­ti­ons­am­pli­tu­de        Quan­ti­ta­ti­ves Falschfarbenbild

Anregungsmethoden

Flexibel und effizient: Ein Sensorsystem für dynamische, thermische und Vakuum-Belastungen.

 

Dynamische Belastung

Für eine dyna­mi­sche Belas­tung der Pro­ben bie­tet isi-sys ein selbst ent­wi­ckel­tes Pie­zo­s­ha­ker-Anre­gungs-Sys­tem an. Es besteht aus dem Pie­zo­s­ha­ker, einem Ver­stär­ker und einem Funk­ti­ons­ge­ne­ra­tor. Die detail­lier­te Beschrei­bung befin­det sich auf der Sei­te „Pro­duk­te / Pie­zo­s­ha­ker System “

Das Video (rechts) zeigt die Wel­len­aus­brei­tung aus­ge­hend vom Pie­zo­s­ha­ker, der am unte­ren Bild­rand ange­bracht ist. Die Wel­len erre­gen die fünf Defek­te am obe­ren Bild­rand, die ent­spre­chend ihrer loka­len mecha­ni­schen Eigen­schaf­ten (Stei­fig­keit) schwin­gen. Es wird hier­zu nur eine sehr gerin­ge Ener­gie durch den Pie­zo­s­ha­ker benö­tigt, wenn die Erre­ger­fre­quenz der Fre­quenz der loka­len Defekt­re­so­nan­zen ent­spricht. Die­ses Prin­zip wird für die zer­stö­rungs­freie Prü­fung bei­spiels­wei­se spe­zi­ell zur Loka­li­sie­rung von Del­a­mi­na­tio­nen in Waben- oder Schaum-Sand­wich­struk­tu­ren verwendet.

 

 

Der Pie­zo­s­ha­ker wird mit Hil­fe vom Vaku­um auf der zu mes­sen­den Objekt­ober­flä­che befes­tigt. Der HVDA‑0–180 Ver­stär­ker wur­de spe­zi­ell für den isi-sys Pie­zo­s­ha­ker und ande­ren mobi­le Appli­ka­tio­nen ent­wi­ckelt. Der Ver­stär­ker besitzt eine hohe Aus­gangs­leis­tung bei einem gerin­gen Gewicht und kom­pak­ten Abmes­sun­gen, was eine gute Mobi­li­tät und fle­xi­bles Hand­ling ermög­li­chen. Hoch­fre­quen­zen bis zu 100 kHz und mehr, genau­so wie gro­ße Kräf­te und Beschleu­ni­gun­gen kön­nen in Ver­bin­dung mit den unter­schied­li­chen Pie­zo­s­ha­ker­mo­du­len erzeugt werden.

 

 

 

 

 

 

 

Thermische BelastungThermal loading

isi-sys bie­tet zeit­ge­steu­er­te Modu­le zur ther­mi­schen Anre­gung der Messobjekte.

Eine prä­zi­se, auto­ma­ti­sche Steue­rung der Heiz­be­las­tung ermög­licht die zeit­li­che Abstim­mung auf die She­aro­gra­fie-Mes­sung. Dies ist erfor­der­lich, um repro­du­zier­ba­re Tests in der die zer­stö­rungs­freie Prü­fung durchzuführen.

Alle her­kömm­li­chen Halo­gen-Flut­li­cher mit 220V kön­nen für die Anre­gung ver­wen­det wer­den. isi-sys emp­fiehlt ver­schie­de­ne Flut­lich­ter, die in der pro­fes­sio­nel­len Foto­gra­fie ein­ge­setzt wer­den. Die­se kön­nen ein­fach auf ein Stan­dard­sta­tiv (z.B. der Fir­ma Man­frot­to) mon­tiert und unab­hän­gig vom Sen­sor­kopf auf den Mess­be­reich aus­ge­rich­tet wer­den. Zube­hör­tei­le, wie ver­schie­de­ne Reflek­to­ren, sind eben­falls zu allen ange­bo­te­nen Leuch­ten erhältlich.

 

Beginn und Dau­er der Wär­me­be­las­tung, sowie der Mes­sung kön­nen per Com­pu­ter mit einen Timer gesteu­ert wer­den. Somit erhält man zuver­läs­si­ge Sequen­zen des Testprozesses.

 

 

 

 

Vakuum Belastung

Beim Vaku­um han­delt es sich um eine wei­te­re Anre­gungs­me­tho­de der zer­stö­rungs­frei­en Prü­fung. Das modu­la­re Sys­tem­kon­zept ermög­licht es den SE2-Sen­sor mit ver­schie­de­nen Vaku­um-Anre­gungs­vor­rich­tun­gen zu kom­bi­nie­ren, was die Sys­tem­kos­ten redu­ziert und die Aus­rüs­tung im Ver­gleich zu ande­ren Lösun­gen mobil und fle­xi­bel hält.

Je nach gewünsch­ten Belas­tungs­prin­zip eig­nen sich die fol­gen­den Vaku­um­me­tho­den: Vaku­um-Kam­mern/­Va­ku­um-Kabi­nen und Vaku­um-Hau­be/­Va­ku­um-Fens­ter.

 

Vakuum-Haube und Vakuum Fenster

Vakuum hoodDie Vaku­um Hau­be ist eine modu­la­re Erwei­te­rung für den SE2-Sen­sor. Der Sen­sor selbst wird im Inne­ren der Hau­be mon­tiert, somit ist die Mess­ober­flä­che vor Son­nen­ein­flüs­sen geschützt.

Das Sys­tem besitzt nur gerin­ge äuße­re Abmes­sun­gen, wodurch die benö­tig­te Vaku­um­leis­tung begrenzt wird. Außer­dem ist es sehr mobil und flexibel.

 

 

 

 

 

Vakuum window

Wenn Sie sich für das Vaku­um-Fens­ter ent­schei­den, befin­det sich der Sen­sor außer­halb des Vaku­um-Volu­mens.  Das Sys­tem beob­ach­tet das Objekt durch das Fens­ter hin­durch. Die Bie­ge­kräf­te ent­ste­hen nur im Bereich des Sichtfeldes.

Auf­grund des gerin­gen Volu­mens kann das Vaku­um-Fens­ter mit der klei­nen isi-Vaku­um­ein­heit betrie­ben wer­den (eben­falls ein­ge­setzt für den isi-Pie­zo­s­ha­ker mit Saug­napf). Die Vaku­um­pum­pen­ein­heit ver­fügt über zwei sepa­ra­te Vaku­um­pum­pen, wobei die zwei­te Ein­heit oft­mals für ein Saug­fuß­sta­tiv ver­wen­det wird.

 

 

Vakuum-Kammer und Vakuum-Kabine

Vaku­um-Kam­mern und ‑Kabi­nen haben den gene­rel­len Vor­teil gegen­über den Vaku­um-Hau­ben und ‑Fens­tern, dass die Kräf­te gleich­mä­ßig von allen Sei­ten auf das Mess­ob­jekt ein­wir­ken.  Dies ver­mei­det Über­la­ge­run­gen des Strei­fen­mus­ters durch glo­ba­le Ver­for­mun­gen, wie z.B. bei der Hau­be. Hier wir­ken die Bie­ge­kräf­te nor­ma­ler Wei­se nur in eine Rich­tung auf der Objekt­sei­te, an der die Hau­be befes­tigt wurde.

In bei­den Sys­te­men sitzt der Sen­sor im Inne­ren des Vaku­um­rau­mes, was eben­falls eine Druck­be­las­tung für den Sen­sor bedeu­tet. Weil die Kam­mer und die Kabi­ne grö­ßer als die Pro­be sein müs­sen, ist je nach Objekt­grö­ße die Möbi­li­tät gege­be­nen­falls eingeschränkt.

isi-sys bie­tet eine erst kürz­lich ent­wi­ckel­te Vaku­um­ka­bi­ne aus Alu­mi­ni­um-Sand­wich-Ele­men­ten an, emp­feh­lens­wert für häu­fi­ge manu­el­le Stich­pro­ben oder den Ein­satz im Labor. Pro­ben mit einer Grö­ße bis zu 450 x 750 mm kön­nen in die­ser Kabi­ne unter­sucht werden.

Dar­über hin­aus koope­riert isi-sys Gmbh mit ver­schie­de­nen Her­stel­lern grö­ße­rer Vakuum-Kammern.

 

 

 

 

SE-Sensortypen

Kei­ne auf­wen­di­gen Sicher­heits­an­for­de­run­gen: Laser­klas­se 1 – Laser­leis­tun­gen von 0,1W bis 12W pro Modul

Hohe Auf­lö­sung und Emp­find­lich­keit: 5 MPi­xel Sen­sor, 10 nm Lichtphasenrekontruktion

Hohe Qua­li­tät und eine Aus­wahl von Objek­ti­ven: Kon­zi­piert für pro­fes­sio­nel­le Nikon F‑Mount Objektive

 

SE1 Sensor

SE1 shearography

 

Das SE1 Sen­sor Modul-System

für auto­ma­ti­sier­te Appli­ka­tio­nen wie

zum Bel­spiel Reifentests.

 

 

 

 

 

SE2 Sensor

isi-sys_se2_2arrayneu2

 

Der SE2 Sen­sor mit 1 W Licht­leis­tung von

10 jus­tier­ba­ren Laser­di­oden eig­net sich für einen

fle­xi­blen Ein­satz im Labor. Er besitzt aus der

SE-Fami­lie die viel­sei­tigs­ten Ein­satz­mög­lich­kei­ten und

erhielt kürz­lich ein neu­es, ver­bes­ser­tes Design.

 

 

 

 

SE2 neu array

 

 

SE2 Sen­sor mit einem 12 W Laserdioden-Model

geeig­net für Anwen­dun­gen im Außenbereich

oder mit gro­ßen Bildfeldern.

 

 

 

 

 

SE3 Sensor

SE3

 

SE3 Sen­sor

 

 

 

Aufbauen. Kontrollieren. Erfassen.

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VICSnap RemoteDie neue VIC-Snap Fernsteuerungs-App wird die Art und Weise, mit der Sie Ihren Bildkorrelationsaufbau einrichten, deutlich verbessern.

Kom­for­ta­bles Arbei­ten mit einem Live­bild auf Ihrem Han­dy oder Tablet wäh­rend des Ein­rich­tens der Kame­ras. Zwei­fin­ger-Zoom-Funk­ti­on um den Fokus ein­zu­stel­len. Ein Faden­kreuz hilft Ihnen, die Kame­ras per­fect zu jus­tie­ren. Eine Belich­tungs­kon­trol­le über­wacht die Aus­leuch­tung der Bil­der (mit His­to­gramm). Erhal­ten Sie die Kali­brie­rungs­bil­der mit einem Klick. Kom­pa­ti­bel mit den meis­ten iOS und Android Gerä­ten. Ab sofort erhält­lich im App Store und Goog­le Play Store.

 

 

AppStore1

AppStore2

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VICSnap Remote2

Eigenschaften

  • Fern­steue­rung und Auf­nah­men mit dem VIC-Snap Bildaufnahmesystem
  • Erken­nung und Steue­rung meh­re­rer VIC-Snap Sys­te­me mit einem Gerät
  • Pinch-to-zoom Live­bil­der
  • Dop­pel­tipp auf die Bil­der für eine Vollbildanzeige
  • Anpas­sen der Kamerabelichtungszeit
  • Abspei­che­rung von Kali­brier- und Test­bil­der mit auto­ma­ti­schem Dateinamen
  • Ver­wen­dung von Faden­kreu­zen für die Justage
  • Bereit­stel­lung eines Grau­stu­fen His­to­gramms für die Belichtungseinstellung
  • Über- und Unter­be­lich­tung wer­den mit Rot bzw. Blau gekennzeichnet

 

 

 

 

Ausführlichere Informationen zu der VIC Snap Fernsteuerungs-App befinden sich auf der folgenden Webseite:
http://www.correlatedsolutions.com/vic-snap-remote/

Vic-3D High-Speed Vibrations Analyse System

Vibration1               Vibration2

 

Das Vic-3D™  High-Speed Vibra­ti­ons Ana­ly­se Sys­tem von Cor­re­la­ted Solu­ti­ons ist eine neue Ergän­zung zur bestehen­den Vic-3D Pro­dukt­li­nie. Vic-3D Vibra­ti­on ermög­licht eine voll­flä­chi­ge 3D-Anzei­ge, sowie die Mes­sung und Ana­ly­se von tran­si­en­ten Events. Eine Voll­feld-Betriebs­schwin­gungs­ana­ly­se kann im Fre­quenz­spek­trum ein­fach beob­ach­tet wer­den und erreicht Genau­ig­kei­ten bis in den Nanometerbereich.

Bei dem Bild oben links han­delt es ich um Modell-Flug­zeug, das einem tran­si­en­ten Vibra­ti­ons­er­eig­nis aus­ge­setzt wur­de. Die gemes­se­nen 3D-Schwin­gungs­da­ten wer­den im rech­ten Bild als 2D ‑Kon­tur-Über­la­ge­rung dar­ge­stellt. Die Daten-Über­la­ge­rung ermög­licht dem Anwen­der genau zu über­prü­fen, wie groß die Ver­for­mun­gen bezo­gen auf den Ort sind. Die­se Infor­ma­tio­nen ste­hen für jede Fre­quenz, bei der Schwin­gungs­for­men auf­tre­ten, zur Verfügung.

Die Ani­ma­ti­on unten zeigt eine Betriebs­schwin­gungs­form, die mit dem Vic-3D Vibra­ti­ons Ana­ly­se-Sys­tem auf­ge­nom­men wur­de. Drei­di­men­sio­na­le Ver­for­mun­gen, Deh­nun­gen, Geschwin­dig­kei­ten und Beschleu­ni­gun­gen kön­nen mit der Ana­ly­se­soft­ware berech­net wer­den. Die Ergeb­nis­se kön­nen aber nicht nur gra­phisch dar­ge­stellt wer­den, das Sys­tem ermög­licht den Anwen­der quan­ti­ta­ti­ve Daten (ASCII, Mat­Lab, CSV, etc.) über das Pro­ben­ver­hal­ten für eine FEM-Ana­ly­se oder Über­prü­fung zu expor­tie­ren. Die 3D Ani­ma­ti­on des Model-Flug­zeu­ges mit einer Betriebs­schwin­gungs­form bei 441 Hz weist ledig­lich eine Ver­schie­bungs­am­pli­tu­de von 12µm auf.

 

 

Film Vibration3D_W_431Hz

Was ist eine transiente Schwingungsanalyse? 

Eine tran­si­en­te Schwin­gungs­ana­ly­se ist der Pro­zess der Über­wa­chung, Mes­sung und Zustands­ana­ly­se einer Pro­ben wäh­rend eines tran­si­en­ten Ereig­nis­ses. Die Mate­ri­al­ei­gen­schaf­ten kön­nen zusätz­lich durch die Ana­ly­se der Betriebs­schwin­gungs­for­men sowie der Eigen­for­men unter­sucht wer­den. Die­se voll­flä­chi­gen 3D-For­men kön­nen wert­vol­le Infor­ma­tio­nen lie­fern, um das Gleich­ge­wicht einer Pro­be, die Ver­schie­bun­gen, die Ver­bie­gung,  die Stei­fig­keit und die Gesamt­pro­dukt­per­for­mance zu opti­mie­ren. Die Mes­sung von Betriebs­schwin­gun­gen kann dabei hel­fen, die Fra­ge zu beant­wor­ten, wie viel sich eine Struk­tur tat­säch­lich bei einer spe­zi­el­len Fre­quenz bewegt.

 

Warum ist das für Sie wichtig?

Betriebs­schwin­gungs­ana­ly­sen von tran­si­en­ten Ereig­nis­sen kön­nen auf­klä­ren, ob die Pro­be ungleich­mä­ßi­ge Dicken, Ober­flä­chen­un­re­gel­mä­ßig­kei­ten, Schwach­stel­len, Ris­se oder ande­re Feh­ler auf­weist. Die­se Infor­ma­tio­nen hel­fen an jedem Punkt Ihres Pro­zes­ses, z.B. beim Schrei­ben von Pro­jekt­vor­schlä­gen oder Veröffentlichungen.

Das Vic-3D High-Speed Vibra­ti­ons Ana­ly­se System

  • besitzt ver­tret­ba­re Anschaffungskosten.
  • kann ver­wen­det werden: 
    • für die Erzeu­gung und Über­prü­fung von  FE Model­len, wenn neue Bau­tei­le oder Gerä­te kon­tru­iert werden.
    • wäh­rend des Ent­wick­lung- und Kontruktionsprozesses.
    • in der Produkttestphase.
    • für eine Qua­li­täts­kon­trol­le in der Fertigung.
    • für die Bestä­ti­gung und Gewähr­lei­tung, dass die Aus­rüs­tung wie erwar­tet funktioniert.
    • um Bau­tei­le nach der Instal­la­ti­on zu mes­sen und analysieren.
    • um die Pro­dukt­qua­li­tät über län­ge­re Zeit im Feld zu gewährleisten.
    • wenn eine Pro­dukt­funk­tio­na­li­tät neu bewer­tet wer­den soll.

 

Hier eini­ge Bespie­le für tran­si­en­te Ereig­nis­se, die mit dem Sys­tem gemes­sen wer­den können:

▪ Zuschla­gen einer Tür ▪ Anre­gung durch Hammerschlag
▪ Motor­start ▪ Fall­tests
▪ Explo­sio­nen ▪ Bal­lis­ti­sche Untersuchungen

 

Systemeigenschaften 

  • Anzei­gen,  ver­glei­chen,  anre­gen, gra­fisch dar­stel­len, extra­hie­ren und expor­tie­ren der Daten für einen ein­fa­chen FEM-Vergleich
  • 3D-Voll­feld-Mes­sung, Hoch­fre­quenz­be­trieb mit Auf­lö­sun­gen im Nanometerbereich
  • Mes­sung von extrem klei­nen Ampli­tu­den mit extrem hohen Beschleunigungen
  • Voll­feld Deh­nun­gen, Ver­for­mun­gen und Form­än­de­run­gen wer­den angezeigt
  • Ein­fa­ches Ver­fah­ren mit genau­en Ergebnissen
  • Benut­zer­freund­li­che Öberfläche
  • Kos­tet nur ein Bruch­teil des Prei­ses eines Laser­vi­bro­me­ter Systems

 

Vorteile gegenüber anderen Messverfahren

Obwohl es prak­tisch ist, her­kömm­li­che Vibra­ti­ons­mess­sys­te­me zu benut­zen, haben die­se auch Nach­tei­le. Zum Bei­spiel kann es pas­sie­ren, dass sich Beschleu­ni­gungs­neh­mer wäh­rend der Mes­sung lösen oder eine Pro­be auf­la­den. Sie lie­fern ledig­lich eine Punkt-zu-Punkt-Mes­sung, oft­mals nur in einer Ebe­ne. Die Tests gro­ßer Struk­tu­ren kön­nen somit Tage oder Wochen dauern.

Mit dem Vic-3D Vibra­ti­ons Ana­ly­se Sys­tem sind kei­ne Kleb­stof­fe, Dräh­te, Signal­ana­ly­sa­to­ren, Leis­tungs­ver­stär­ker oder Kraft­auf­neh­mer für detail­lier­te Vibra­ti­ons­er­geb­nis­se not­wen­dig. Es ist für alle Anwen­der sehr ein­fach und schnell tau­sen­de Daten­punk­te sowohl für eine klei­ne, kom­ple­xe Struk­tur als auch für eine gro­ße Flä­che zu erhal­ten. Laser­vi­bro­me­ter kön­nen zwar ähn­lich wie die digi­ta­le Bild­kor­re­la­ti­on berüh­rungs­los mes­sen, sind aber genau­so wie Beschleu­ni­gungs­mes­ser nur in der Lage Punkt-zu-Punkt Mes­sun­gen durch­zu­füh­ren. Eine 3D Mes­sung erreicht man mit meh­re­ren Laser­vi­bro­me­tern, die im Nor­mal­fall an gro­ßen Robo­ter­ar­men mon­tiert wer­den. Der Auf­bau ist unfle­xi­bel, Kos­ten inten­siv und benö­tigt viel Platz.

Das Vic-3D Vibra­ti­ons Ana­ly­se Sys­tem arbei­tet mit jedem kom­pa­ti­blem Lap­top an Ihrem Mess­ort, in Ver­bin­dung mit der Vic-3D Work­sta­tion erhal­ten Sie einen mobi­len Sys­tem­auf­bau für Ihren Betrieb. Das Vic-3D Vibra­ti­ons Ana­ly­se Sys­tem kos­tet nur einen Bruch­teil von einem 3D Scan­ning-Vibro­me­ter-Sys­tem, wei­ter­hin kann das Vibra­ti­ons-Modul an jedes bestehen­de Vic3D Sys­tem inte­griert wer­den, wodurch es noch güns­ti­ger wird.