Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zeilenkamera macht Magnetfeldlinien in Echtzeit und 3D sichtbar

23.10.2014

Fraunhofer-Wissenschaftler haben eine hochauflösende magnetische Zeilenkamera entwickelt, um Magnetfelder in Echtzeit zu messen.

Damit lassen sich die für das menschliche Auge unsichtbaren Feldlinien von magnetischen Systemen – etwa bei Generatoren oder Motoren – sichtbar machen. Die Kamera eignet sich vor allem für industrielle Anwendungen, zum Beispiel zur Qualitätssicherung in der Magnetfertigung. Ein Prototyp wird erstmals auf der electronica vom 11. bis 14. November in München in Halle A4 am Stand 113 zu sehen sein.


Die Zeilenkamera visualisiert Magnetfeldwerte in Echtzeit.

© Max Etzold

Magnetfeldsensoren begegnen uns heute überall – nur wissen das die Wenigsten. Sie sorgen dafür, dass die Waschmaschine rund läuft, dass die Scheinwerfer im Auto selbst bei voller Beladung richtig eingestellt sind oder dass wir gewarnt werden, wenn der Autogurt nicht richtig schließt. Wenn eine mechanische Bewegung in eine Drehbewegung umgewandelt wird, dann erfasst der Magnetsensor diese und gibt die Informationen an nachgelagerte Systeme – etwa die Scheinwerfersensoren – weiter.

Es ist also wichtig, dass die Magnete zuverlässig funktionieren. Die Qualitätssicherung bei der Fertigung war bisher aufwändig und zeitraubend. Forscher am Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS in Erlangen entwickelten eine Zeilenkamera, die Magnetfelder in Echtzeit vermessen und so fehlerhafte Magneten schnell erkennen kann. Dadurch ist es erstmals möglich, diese Art der Magnetprüfung in industrielle Prozesse zu integrieren. Die Magneten werden einfach am Fließband getestet.

1000 Bilder pro Sekunde

»Vorstellen muss man sich das Gerät nicht wie eine Kamera, sondern vielmehr wie eine flache Platine mit einer Reihe von Magnetfeldsensoren«, verdeutlicht Projektleiter Klaus-Dieter Taschka vom IIS. Herzstück ist die an seinem Institut erfundene 3D-Hall-Sensor-Technologie HallinOne®: »Sie ermöglicht es, mit einem Sensorchip alle drei Raumachsen eines vorhandenen Magnetfeldes zu erfassen. Mit solchen Sensoren lassen sich ganz unterschiedliche Messaufgaben lösen, etwa für Drehwinkel-, Abstands-, Positions- oder Drehzahlsensoren«.

Mit der magnetischen Zeilenkamera ist es möglich, das Magnetfeld an 32 Positionen mit einem Abstand von 2,5 mm vektoriell zu messen. Die Feldlinien können damit entlang der Zeile auf einer Länge von acht Zentimetern sichtbar gemacht, aufgezeichnet und kontrolliert werden. Der eigentliche 3D-Sensor ist gerade einmal 0,1 x 0,1 Quadratmillimeter groß. Dies ermöglicht eine punktförmige Messung und damit eine sehr hohe Messgenauigkeit.

Der Messvorgang selbst erfolgt in nur einer Millisekunde, die Kamera liefert also 1000 Bilder pro Sekunde. Diese Geschwindigkeit erlaubt es, die magnetische Kamera direkt in Produktionsanlagen einzubauen und Magneten am laufenden Fließband zu prüfen. Der Echtzeitaspekt ist zudem wichtig, da auch die Magnetform sowie die Magnetisierungsrichtung Einfluss auf die Messwerte haben und bei der Kalibrierung des Systems berücksichtigt werden müssen. Am Ende des Vermessungsprozesses ordnet das System die unterschiedlichen Magnetformen den Messergebnissen zu und rechnet Fehlertoleranzen ein. Für einfache Anwendungen lässt sich die Kamera direkt über eine USB-Schnittstelle an einen PC anbinden.

Der nächste Schritt ist bereits in Planung: Die Fraunhofer-Wissenschaftler arbeiten aktuell an einer flächigen Kamera, die magnetische Farbbilder auf einer Fläche von 40 x 40 Quadratmillimeter aufnehmen kann – und das mit einer Geschwindigkeit von immer noch 100 Bildern pro Sekunde.

Klaus-Dieter Taschka | Fraunhofer-Institut

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Medica 2017 – TU Kaiserslautern präsentiert Fortschritte in der Medizintechnologie
20.10.2017 | Technische Universität Kaiserslautern

nachricht Biokunststoffe könnten auch in Traktoren die Richtung angeben
18.10.2017 | Hochschule Hannover

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Salmonellen als Medikament gegen Tumore

HZI-Forscher entwickeln Bakterienstamm, der in der Krebstherapie eingesetzt werden kann

Salmonellen sind gefährliche Krankheitserreger, die über verdorbene Lebensmittel in den Körper gelangen und schwere Infektionen verursachen können. Jedoch ist...

Im Focus: Salmonella as a tumour medication

HZI researchers developed a bacterial strain that can be used in cancer therapy

Salmonellae are dangerous pathogens that enter the body via contaminated food and can cause severe infections. But these bacteria are also known to target...

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Konferenz IT-Security Community Xchange (IT-SECX) am 10. November 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Luftfracht

23.10.2017 | Veranstaltungen

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Magma sucht sich nach Flankenkollaps neue Wege

23.10.2017 | Geowissenschaften

Neues Sensorsystem sorgt für sichere Ernte

23.10.2017 | Informationstechnologie

Salmonellen als Medikament gegen Tumore

23.10.2017 | Biowissenschaften Chemie