Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mikroskope schwingungsfrei aufstellen

17.03.2014

Rasterelektronenmikroskope reagieren extrem empfindlich, sie werden selbst durch geringe Bewegungen in der Umgebung gestört.

Schwingungstische dämpfen diese Erschütterungen. In einem neuartigen System sind nun erstmals alle Sensoren und Aktoren direkt in einer Lagerung integriert – somit ist die Plattform kostengünstiger und kompakter als bisherige Modelle. Auf der Hannover-Messe vom 7. bis 11. April stellen die Entwickler sie vor (Halle 2, Stand D13).


Diese Plattform beruhigt Schwingungen in allen Raumrichtungen.

© Fraunhofer LBF

Behaarte Spinnenbeine, das alienhafte Gesicht einer Ameise, pieksig aussehende Pollen, die Oberfläche von Nierensteinen – Rasterelektronenmikroskope liefern hochaufgelöste, detailreiche Aufnahmen. Doch um einwandfreie Bilder machen zu können, muss das Mikroskop vor Schwingungen geschützt werden.

Wackelt der Tisch, weil etwa jemand durch den Raum läuft oder der Aufzug im nahegelegenen Flur zwischen den Stockwerken hin- und herfährt, macht dies die Aufnahmen meist unbrauchbar. Die einfachste Möglichkeit, die lästigen Schwingungen auszuschalten, ist eine Granitplatte: Der Stein ist so schwer, dass er Ausschläge verringert.

Stellt man das Mikroskop darauf, wird es deutlich weniger von hochfrequenten Schwingungen beeinträchtigt. Niederfrequente Schwingungen, wie sie beispielsweise eine vorbeifahrende Trambahn erzeugt, kann die Granitplatte dagegen kaum vom Mikroskop fernhalten. Forscher setzen daher auf aktive Dämpfung, wenn sie empfindliche Messgeräte vor Störungen schützen wollen, genauer gesagt auf eine Isolationsplattform.

In jedem der vier integrierten Lagermodule versteckt sich ein Sensor, der die Schwingungen in allen drei Richtungen misst, und ein Aktor, der sie in drei Dimensionen ausgleicht.

Kostengünstiger, kompakter und ebenso gut

Forscher am Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt haben nun erstmals einen solchen Dämpfungstisch entwickelt, der aus funktionsintegrierten Bauteilen besteht. »Wir setzen also nicht auf separate Sensoren und Aktoren, die wir in die Tischbeine einbauen, sondern integrieren diese Funktionselemente direkt in das Lagermodul«, sagt Torsten Bartel, Ingenieur am LBF.

Der Vorteil: Die Schwingungstische werden somit deutlich flacher und kostengünstiger. In Praxistests konnten die Wissenschaftler bereits zeigen, dass ihr System funktioniert. Der Tisch dämpft störende Schwingungen ebenso gut wie herkömmliche Schwingungstische. Den Prototyp stellen die Forscher auf der Hannover-Messe vom 7. bis 11. April vor (Stand D13, Halle 2).

Was genau ist anders als bei den üblichen Tischen? »Bei herkömmlichen Isolationsplattformen werden separate Aktoren und Sensoren in der Lagerung untergebracht, die auch einzeln funktionieren. Wir hingegen vereinen diese Funktionselemente mit der Lagerung.

Wir verwenden also keine kompletten Aktoren, sondern Bauteile, die erst im Zusammenspiel funktionieren«, erläutert Bartel. »Die verschiedenen Elemente bilden also eine Einheit.« So sind beispielsweise der Aktor und die Metallfeder fest miteinander verbunden. Weder der Aktor noch die Metallfeder würden alleine funktionieren – erst gemeinsam können sie ihre Aufgabe im Tisch übernehmen.

»Wir können das System an unterschiedliche Anwendungen anpassen«, sagt Bartel. So beispielsweise an kleine und große Massen, die auf dem Tisch stehen. Denn soll ein Elektronenmikroskop darauf ruhen, muss der Tisch anders ausgelegt sein als bei kleinen und leichten Geräten. Vor allem die Geometrie müssen die Forscher anpassen. Dabei ist es nicht damit getan, den Tisch nur eine Nummer kleiner zu fertigen.

Denn ändert sich die Geometrie, so wirkt sich dies auch auf die Steifigkeit der Elemente aus. Ebenso müssen Aktoren und Sensoren für die jeweilige Masse ausgelegt sein: Ist diese größer, müssen die Aktoren sehr viel mehr arbeiten, um Schwingungen auszugleichen, als bei leichteren Geräten.

Torsten Bartel | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2014/Maerz/mikroskope-schwingungsfrei-aufstellen.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien
24.02.2017 | Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut, HHI

nachricht MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin
24.02.2017 | FOKUS - Fraunhofer-Institut für Offene Kommunikationssysteme

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie