Seitenbereiche:



Menü des aktuellen Bereichs:

Zusatzinformationen:

Innovation Messtechnik 2017

Hier den Alternativtext zum Bild eingeben!

Where to find us

Hier den Alternativtext zum Bild eingeben!

HF-Gebäude, Nordtrakt, Erdgeschoß ...  mehr zu Where to find us (Titel)


Positionsanzeige:

Inhalt:

Messung von Schwankungen des optischen Brechungsindex in Folien mit Hilfe der Schlierentechnik

Ergebnisse aus dem Projektseminar wurden in der Publikation "On-Line Measurement of Refractive Index Variations in Optical Foils" auf der Konferenz "18th IMEKO TC 2 Symposium on Photonics in Measurements 2008", 25-26 August 2008, in Prag von Herrn Dominik Hofer präsentiert.

Dominik Hofer

Die Herstellung von Kunststofffolien von optischer Qualität ist ein komplexes Verfahren. Die von einem der Industriepartner des Instituts für Elektrische Messtechnik hergestellten Produktionsanlagen dieser Art von Folien wiesen Mängel im Endprodukt auf.
Es bildeten sich störende "Rattermarken" quer zur Produktionsrichtung aus (siehe Abbildung 1). Die Professoren der Mechatronik Linz wurden um Lösungsvorschläge gebeten, dennoch blieb das Problem bestehen. Das Institut für Elektrische Messtechnik begann das Problem zu charakterisieren und führte zunächst off-line Messungen einzelner Proben durch. Es stellte sich heraus, dass sich diese "Rattermarken" wie sogenannte Schlieren verhalten und in weiterer Folge wurde ein on-line fähiges schlierenoptisches Messgerät entwickelt, dass dieses physikalische Phänomen nutzt. Durch diesen neuen Messaufbau (siehe Abbildung 2) konnte direkt an der Produktionslinie bei laufenden Maschinen gemessen, die Periodizitäten der Schlieren bestimmt und schlussendlich auf den Verursacher geschlossen werden.

Diese Arbeit beschäftigt sich zunächst mit dem Phänomen "Schliere" und einem dafür geeigneten Messprinzip: der Schlierentechnik. Der Messaufbau wird mit all seinen mechanischen und elektronischen Komponenten vorgestellt und erklärt. Anschließend werden mittels numerischer Approximation die durch Schlieren verursachten Beugungsmuster berechnet. Eine Charakterisierung des gesamten Aufbaus mittels eines Spatial Light Modulators (SLM) erlaubt es einen gültigen Messbereich zu definieren. Anhand dieser Kenntnisse wurden anschließend einzelne Proben von Folienstücken analysiert. Hauptaufgabe dieser Projektseminararbeit ist jedoch die Beschreibung der verwendeten Elektronik sowie der Software am Mikroprozessor und PC. Sie kann als Bedienungsanleitung des Anwenderprogramms (siehe Abbildung 3) und auch als Anleitung zum Quellcode gelesen werden. In Hinblick auf neue Aufgaben werden die Schnittstellen einzelner Funktionen, wie z.B. einer Fast-Fourier-Transformation, angegeben. Fertig erstellte Konzepte und Teillösungen sollen neuen Anwendungen leichter zugänglich gemacht werden.

Abbildung 1: Schattenfotografie eines 195 x 56 mm² großen Stücks Polycarbonatfolie mit 1 mm Stärke. Das Bild wurde digital nachbearbeitet um den Effekt der variierenden Foliendicke hervorzuheben. Der Film wurde in horizontaler Richtung extrudiert.

Abbildung 1: Schattenfotografie eines 195 x 56 mm² großen Stücks Polycarbonatfolie mit 1 mm Stärke. Das Bild wurde digital nachbearbeitet um den Effekt der variierenden Foliendicke hervorzuheben. Der Film wurde in horizontaler Richtung extrudiert.

Abbildung 2: Der verwendete Laboraufbau besteht aus der schwarzen Messvorrichtung im Hintergrund, dem Verschiebetisch links im Bild zum Simulieren der Vorschubbewegung, dem dazugehörigen Netzteil in der Bildmitte, einem Spatial Light Modulator (SLM) und zwei PCs zur Steuerung der Messung und des SLMs. Der linke Monitor zeigt das am SLM ausgegebene Muster und der rechte Monitor das Software-Frontend mit einer exemplarischen Messung einer Folie.

Abbildung 2: Der verwendete Laboraufbau besteht aus der schwarzen Messvorrichtung im Hintergrund, dem Verschiebetisch links im Bild zum Simulieren der Vorschubbewegung, dem dazugehörigen Netzteil in der Bildmitte, einem Spatial Light Modulator (SLM) und zwei PCs zur Steuerung der Messung und des SLMs. Der linke Monitor zeigt das am SLM ausgegebene Muster und der rechte Monitor das Software-Frontend mit einer exemplarischen Messung einer Folie.

 Abbildung 3: Die Anwendung stellt die Messdaten, deren Mittelwert (grün) und Grenzen (rot) grafisch dar. Rechts befinden sich die Parameter der Darstellung und der Hardware, oben die wichtigsten Befehle und unten eine einfache Statuszeile mit der Gesamtlänge des Datensatzes und der berechneten Position des Cursors im Datensatz. Die FFT kann on-line betrachtet und Daten als Matlab Level5 mat-File gespeichert werden.

Abbildung 3: Die Anwendung stellt die Messdaten, deren Mittelwert (grün) und Grenzen (rot) grafisch dar. Rechts befinden sich die Parameter der Darstellung und der Hardware, oben die wichtigsten Befehle und unten eine einfache Statuszeile mit der Gesamtlänge des Datensatzes und der berechneten Position des Cursors im Datensatz. Die FFT kann on-line betrachtet und Daten als Matlab Level5 mat-File gespeichert werden.

25. September 2008