Optické metody

Optická koherentní tomografie#

Optická koherentní tomografie (OCT) je na Fraunhofer IKTS používána k trojrozměrnému záznamu a zobrazení struktur různých materiálů, jako jsou keramika, plasty, skla a plasty vyztužených skleněnými vlákny nebo biologické materiály. Tato neinvazivní, tomografická zobrazující metoda umožňuje zviditelnit topografii povrchů a vnitřních struktur materiálů v materiálech propouštějících světlo. Zkoumaný objekt je ozářen širokopásmovým, blízkým infračerveným zářením a rozptýlené světlo je spektroskopicky zpracováno.

Optická koherentní tomografie umožňuje zkoušky v reálném čase a bez přímého kontaktu s objektem. Výhodou je také vysoká rychlost měření, která umožňuje zaznamenání volumetrických oblastí během několika málo vteřin. Díky těmto příznivým vlastnostem se jedná o efektivní a nenákladnou metodu k inline detekci defektů (z. B. kontrola svarových spojů) nebo k detekci cizích těles v bulkových materiálech v nejrůznějších odvětví průmyslu. Měření je možné adaptovat na různá využití a optimalizovat podle požadavků zákazníka.

 #

Technické detaily#

 

  • 3D zobrazovací metoda pro polotransparentní materiály a materiály propouštějící světlo
  • Maximální rozměry pro měření: 40 x 40 cm²
  • Rozlišení: < 10 μm
  • Vysoký průnik záření: 1 až 3 mm
  • Vysoké axiální rozlišení: 0,5 až 15 μm
  • Neinvazivní, bezkontaktní metoda
  • Žádné ionizační záření
  • Více než 30 obrazových záznamů průřezu objektu za sekundu

 #

Oblasti aplikace#

 

  • Kontrola produktu a monitoring procesů pro:
  • Plasty a obalový průmysl
  • Keramický průmysl
  • Elektronický průmysl
  • Aditivní výrobu
  • Potravinářský průmysl
  • Zpracování převíjením substrátu (Roll-to-roll processing)

 

Nabídka služeb#

 

  • Statické a dynamické měření tloušťky vrstev
  • Trojdimenzionální vizualizace struktur (povrch a vnitřní struktura)
  • Vývoj specifických testovacích systémů podle požadavků zákazníka
  • Další vývoj měřicích algoritmů a vyhodnocování obrazových záznamů
  • Integrace do stávajících zařízení

Laser-speckle fotometrie#

Časově členěná laser-speckle fotometrie (LSP) je nová metoda vyvinutá na Fraunhofer IKTS, kterou je možno charakterizovat povrchy konstrukčních dílů. Základem této metody je vyhodnocování »skvrnitého« šumu tzv. »speckle pattern«, který se vytvoří při mechanickém nebo termickém impulzu na zkoumaném objektu a mění se v čase. Tento impulz může vzejít ze samotného procesu (teplo vznikající při sváření) nebo být cíleně dodán během zkušebního procesu (např. teplo nebo mechanické napětí).

Tato bezkontaktní metoda se vyznačuje jednoduchou konstrukcí a ve srovnání s konkurujícími metodami také nízkou nákladovostí. Extrémě krátká doba měření predestinuje tuto metodu pro inline procesy v průmyslové výrobě a pro měření in situ během údržby a oprav. Laser-speckle fotometrie je vysoce citlivá na rozeznávání »out of plane« a »in plane« posunů ve strukturách zkoumaných objektů. Zatímco jiné techniky se koncentrují na měření roztažení celých skvrn nebo tzv. »fringes«, měří laser-speckle fotometrie prostorovo-časovou dynamiku skvrn, které jsou vyvolány v kamerovém senzoru změnou intenzity každého jednotlivého pixelu. Na základě určité korelační funkce je možné určit interakci mezi dynamikou skvrn a stavem zkoumaného objektu. Aby bylo možné stanovit charakteristické parametry jako poréznost, napětí a defekty, využívá se – dle zadání zákazníka – korelačního modelu na základě referenčních hodnot, procesních podmínek a charakteristických parametrů.

 

Technické detaily#

 

  • Použitelné pro všechny nereflektující materiály
  • Velikost osvětlitelného prostoru: neomezená, homogenní osvícení plochy až do velikosti 100 x 100 mm², větší plochy se testují podle rastru
  • Laterální rozlišení: 10 μm (kov) až 100 μm (keramika)
  • Rychlost měření: 20 hodnot/sekunda, 30 obrazových záznamů/minuta

 

Oblasti aplikace#

 

  • Monitoring rychlých výrobních procesů, např. charakterizace materiálů inline v aditivní výrobě
  • Kontrola pozemních staveb (napětí a defekty)
  • Inline monitoring biotechnologických procesů

 #

Nabídka služeb#

 

  • Vývoj systémů na bázi LSP podle požadavků zákazníka
  • Měření na požadovaném místě
  • Geometrická výměra elektronických dílů
  • Výzkum na zakázku