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 COMPAMED 2016 vernetzte medizinische Systeme und Menschen
23.11.2016 | IVAM Fachverband für Mikrotechnik

nachricht Kompakter und individuell einstellbarer Schutz für alle Anwendungen
18.11.2016 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Das Universum enthält weniger Materie als gedacht

07.12.2016 | Physik Astronomie

Partnerschaft auf Abstand: tiefgekühlte Helium-Moleküle

07.12.2016 | Physik Astronomie

Bakterien aus dem Blut «ziehen»

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie