Kombination mehrerer Stereosysteme

Paralleler Einsatz von Stereosystemen

Der Einsatz mehrerer Systeme ermöglicht die Vergrößerung des FOV und/oder die Erhöhung der räumlichen Auflösung. Für die Kombination ihrer Ergebnisse und Koordinaten durch die VIC-Software stehen verschiedene Methoden zur Verfügung. Eine einzigartige Methode mit höherer Genauigkeit als herkömmliche Methoden ermöglicht die Kombination beliebiger Beobachtungsrichtungen – in diesem Beispiel nebeneinanderliegende Systeme (rechtes Bild) – sogar ohne eine Überlappung des FOV, die für die herkömmliche Stitching-Methode erforderlich ist. Dadurch verdoppelt sich die räumliche Auflösung.

Flexibilität bei der Kombination mehrerer Systeme

Hier arbeiten gegensätzliche Systeme in unterschiedlichen Sichtfeldbereichen. Klicken Sie hier für die hochauflösende Messung der Hauptdehnungen ε1 und ε2 von der Rückseite.

Räumliche Auflösung und Genauigkeit

VIC-3D Professional Systeme liefern vollflächige, hochpräzise Form‑, Bewegungs- und Verformungsmessungen. Grenzen können für einzelne Setups durch einfache Verfahren ermittelt werden, die in der speziell für die digitale Bildkorrelation (DIC) entwickelten Richtlinie VDI-2626 beschrieben sind. Dieses Beispiel zeigt die Hauptdehnung ε1 und ε2 (klicken Sie, um das Video zu starten). In Fällen mit lokal hohen Peaks kann eine hohe räumliche Auflösung neben einem hervorragenden SNR und einer VIC-Kalibrierung der Schlüssel zum Erreichen von Präzision und Genauigkeit für die Spitzendehnung sein. Von isi-sys im VIC iris workspace erstelltes Video.

Eine hohe optische Auflösung in Kombination mit geeigneter Speckle-Größe und ‑Dichte ist nicht nur erforderlich, um die räumliche Dehnungsverteilung aufzulösen, sondern verbessert auch die Genauigkeit insbesondere bei der Bestimmung des Dehnungspeaks (Skizze oben rechts), da Teilmenge und Die Dehnungsfiltergrößen (im Pixelmaßstab) werden im Vergleich zur Spitzendehnungsverteilung weiter reduziert (im absoluten Maßstab). Diese Tatsache ist auch für die Größe von Dehnungsmessstreifen von Bedeutung, da diese ebenfalls keine punktuellen Dehnungsmessgeräte sind, sondern über ihre Länge integrieren. Das Bild unten rechts ist auf den Pixelgrößenbereich in VIC verkleinert. Es zeigt einen High-End-Fall mit dem Blue-Falcon. Die kleinen Grauwertquadrate (zwei grün markiert) entsprechen dem Intensitätswert eines Pixels und bedecken eine Fläche von 1,83 μm2. Die sichtbaren Speckle-Durchmesser liegen im Bereich zwischen 3 und 8 Pixel. Die roten und gelben Quadrate geben auch die Pixelgröße an, die mit einem größeren FOV (Vergrößerung 1:7 und 1:14) betrieben wird, wodurch nicht einmal Speckles aufgelöst würden.

Im Freien, große Distanz von kleinem bis großen Sichtfeld

Sichtfeld Range für Stereo-DIC

Das Standard-Sichtfeld von 40 bis 400 mm, 4, 8 und 16 m können auf sehr große Sichtfelder erweitert werden, nicht nur durch die Kombination mehrerer Stereosysteme, sondern auch durch ein einzelnes Stereosystem. Daher bietet VIC spezielle Kalibriermethoden für Messungen mit großen und sehr großen Sichtfeld an, die die Größe der handgehaltenen Kalibriertafeln (> 1 m) überschreiten. Wir bieten die passenden Objektive und die erforderliche Hardware wie batteriebetriebene Systeme oder Wasserschutz auch für Unterwasseranwendungen.

Rotorblatt einer Windkraftanlage (Sichtfeld > 100 m)

Spezielle Systeme für Außenanwendungen, wie zum Beispiel zur Vermessung von Brücken oder (rotierenden) Rotorblättern von Windkraftanlagen mit Ø > 100 m sind mit Kameraabständen von 200 m erhältlich, gesteuert über einen Laptop im Batteriebetrieb. Messungen von Jan Windstroth, Universität Hannover, Institut für Turbomaschinen und Fluid-Dynamik, Deutschland.

Below: Machbarkeit der Messung in einer Modellstudie bereits 2013. Messungen von Jan Windstroth, Universität Hannover, Institut für Turbomaschinen und Fluid-Dynamik, Deutschland.

Wellenmessung im Freien ( Sichtfeld 75 m x 30 m)

Vollständige CFD-Validierung unter Verwendung von Schiffsleistungs- und Wellenmustermessungen eines Mega-Kreuzfahrtschiffs. Eine weitere Anwendung in Zusammenarbeit mit dem Maritime Research Institute of Netherlands umfasste die Aufzeichnung der Wellenbildung hinter einem 330 m langen Kreuzfahrtschiff, das mit 20 Knoten fuhr. Starten Sie das Video der Heckwellenmessung (Video erstellt im VIC Iris Workspace von Marin.NL).

Quellen:
(1)https://asmedigitalcollection.asme.org/OMAE/proceedings-abstract/OMAE2022/85925/V007T08A041/1147961
(2)https://www.marin.nl/en/news/full-scale-cfd-validation-using-ship-performance-and-wave-pattern-measurements-of-a-mega-cruise-ship

Lange Distanz bei kleinem Sichtfeld(Stereo-DIC)

Außenmessungen auf kleinem Sichtfeld bei großem Arbeitsabstand mit hoher Empfindlichkeit und/oder Genauigkeit erfordern nicht nur spezielle Kalibrierungsmethoden für 2D- und 3D-Anwendungen, sondern auch spezielle Aufzeichnungs- und Auswertungsmethoden, da diese Anwendungen starken Rauscheinflüssen wie thermischen Einflüssen unterliegen. Luftwellen führen zu optischem Schlieren.

Metallverbindungen und Knochen

Form und Hauptdehnung eines durch Metallgelenke fixierten Kieferknochens. Demo an der Universität zu Lübeck mit VIC-Professional September 2023. Von isi-sys im VIC iris workspace erstelltes Video.

Biegetest

Das Videobeispiel zeigt einen Vierpunkt-Biegeversuchsaufbau für einen Metallträger mit Bohrlöchern (Seitenansicht). Die Oberfläche wird von einem VIC-3D Professional Stereosystem von unten über einen oberflächenbeschichteten Spiegel gemessen. Die gemessenen Hauptdehnungen werden auf das Spiegelbild der Probenoberfläche projiziert. Messung vom September 2023, Universität zu Lübeck

VIC-Gimbal

VIC-Snap APP und Target-Halterungen:
Der Kalibrierungsvorgang von VIC kann einfach durch manuelles Bewegen der Ziele durchgeführt werden. Für kleine Sichtfelder, bei denen die manuelle Positionierung der Ziele und der Einfluss von Bewegungsunschärfe schwierig werden, bieten wir jedoch den BCTF 50 und jetzt neu den VIC-Kalibrierungskardanring an.

Der VIC-Kalibrierungs-Gimbal zur automatisierten Kalibrierung von VIC-3D-Systemen über USB & VIC-Snap oder Wifi & VIC-Snap App, welcher besonders für nicht erreichbare Bereiche wie Klimakammern nützlich ist.

Automated NDT system for filament wound tubes

This system is used for automated, non-destructive testing of filament wound pipes. The pipes are rotated in 90° steps around their axis to monitor four circumferential segments. Two SE4 sensors with 2 x 4000 px are applied per segment along the tube axis. For a tube length of 1m @ 8000 px, this leads to 0.125 mm/px spatial pixel resolution for all 8 image segments. After inserting the pipes the ends are automatically sealed and internal pressure is used as the loading method. Since this corresponds to the usual operating load of the tubes, the measured deformation distribution visualizes mainly the relevant structural defects in contrast to other loading methods such as thermal loading.

Due to the high deformation sensitivity of the SE4 sensors combined with the high spatial pixel resolution even the smallest defects can be detected. An operator finally categorizes the object as IO / NIO. Automated or AI-based image analysis is possible, but it depends on the application and detection requirements. At the end of the measurement, a report is generated and automatically stored as a PDF in a directory specified by the user.

The tubes are inserted and removed manually. An extension with collaborative robots or integration into production lines is possible. Several thousand tubes have already been tested per year without problems and maintenance.

Automatisierte ZfP an Leitschaufelringen von Düsentriebwerk

Hier wird der SE4-Sensor in Kombination mit einem automatisch angeschlossenen Piezoshaker zur dynamischen Anregung eingesetzt. Der SE4 wird beim Frequenzdurchlauf im Time-Average-Modus betrieben, um lokale Defektresonanzen der Verlötung des Dichtungsbandes zu erkennen. Die beiden Messungen unten zeigen präparierte Defekte. Oben: horizontale Scherung, Zeitmittelmodus; Unten: Vertikale Scherung und Stroboskopmodus zur Phasenrekonstruktion.

Blue-X-Lite (LED Lichtquelle)

Die Blue-X-Lite ist ein Einstiegsmodell für professionelle, flackerfreie DIC Ausleuchtung. Kurze Wellenlänge, kleine Band breite, Pulsmodus, fokussierbar.

Die Blue-X-Lite kann im Dauerbetrieb (CW) oder im Puls Modus(Pulse) mit 20W verwendet werden. Durch die geringe Anstiegszeit < 100 ns ist die Blue-X-Light, in Kombination mit speziellen Trigger-Einheiten, auch geeignet für die Synchronisierung mit DIC-Systemen für Stroboskopische Beleuchtung.
Die Lichtintensität kann im Dauerbetrieb (CW) stufenlos bis auf 60% und im Triggermodus bis auf 100% geregelt werden.
Frequenz: Es gibt zwei Ausführungen mit Triggerfrequenzen von bis zu 1.000 Hz oder bis 10.000 Hz.
Die Blue-X-Lite kann einfach mit einem Flexiblen Arm direkt auf den Stereoträger montiert werden. So kann die Bleuchtungsrichtung einfach eingestellt werden. Das lüfterfreie Design bietet den Vorteil, dass keine Vibrationen auf den Stereoträger übertragen wird.
Montage: 1/4″, 3/8” und M6 Gewinde für Stative oder flexible Montagearme (unterseite). M4 Gewinde (Front) für die Montage auf VIC_Professional fine adjustment camera mounts.

Anwendung zur Optimierung des Laserstrahlschweißens durch Überlagerung von Ultraschallwellen

Das Potenzial der Ultraschallwellenüberlagerung zur Verbesserung der Eigenschaften des Laserstrahlschweißens wurde am Fachgebiet Trennen und Fügen von Fertigungsverfahren (tff) der Universität Kassel mit einem stationären und einem bewegten Piezoshaker-System untersucht. Ein Beispiel dafür ist der Versuch an der hochfesten Stahllegierung 22MnB5, der hier vorgestellt wird. Eine Adaption auf andere Schweißverfahren und Werkstoffe ist möglich.

Die Einflüsse der verschiedenen Anregungsparameter des Piezoshakers auf die Ultraschallwellenüberlagerung wurden untersucht, z.B. die Verteilung der AlSi-Beschichtungspartikel innerhalb der Fügezone sowie die Schweißnahteigenschaften [1].

Für die Wellenüberlagerung wurde das isi-sys Piezoshaker-System verwendet, wie in Abb. 1 dargestellt. Das System besteht aus einem 2‑kanaligen Piezo-Verstärker der Serie HPDA‑0–180-2C und zwei Piezoshakern der Serie PS-W-02. Die Piezoshaker sind über eine Halterung fest mit der Laseroptik verbunden und werden relativ zur Bauteiloberfläche in einem definierten Abstand zum Laserstrahl bewegt. Mit Hilfe von Pneumatikzylindern werden diese mit einer definierten Kraft auf die Bauteiloberfläche gepresst. Unebenheiten und Stärkendifferenzen der Fügepartner können so kompensiert werden.

Abb. 1 (links):Die Verteilung der AlSi-Beschichtung im Vergleich ohne (a) und © und mit (b) und (e) Einfluss einer Ultraschallwellenüberlagerung durch isi-sys Piezoshaker beim Laserstrahlschweißen mit Falschfarbenbildern der EDS-Analyse (d) und (f) [1]

Abb. 2 (rechts): Überlagerte REM-Bilder und abschnittsweise inverse Polfigurabbildung (IPFM) einer Schweißnaht ohne (a) und mit Ultraschallüberlagerung (b), gemessen mit Elektronenrückstreubeugung, dargestellt als inverse Polfigur in Z‑Richtung [1].

[1] Published in: C. Wolf, S. Völkers, I. Kryukov, M. Graß, N. Sommer, S. Böhm, M. Wunder, N. Köhler und P. Mäckel, „Enhancement of Weldability at Laser Beam Welding of 22MnB5 by an Entrained Ultrasonic Wave Superposition,“ In: Materials 2022, Bd. 15, 4800.

Autor: Ibrahim Al-Qassab