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 Starker Auftritt von dormakaba auf der Messe Security Essen 2016
11.10.2016 | Kaba GmbH

nachricht Solarkollektoren aus Ultrahochleistungsbeton verbinden Energieeffizienz und Ästhetik
16.01.2017 | Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Im Focus: Studying fundamental particles in materials

Laser-driving of semimetals allows creating novel quasiparticle states within condensed matter systems and switching between different states on ultrafast time scales

Studying properties of fundamental particles in condensed matter systems is a promising approach to quantum field theory. Quasiparticles offer the opportunity...

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Intelligente Haustechnik hört auf „LISTEN“

17.01.2017 | Architektur Bauwesen

Satellitengestützte Lasermesstechnik gegen den Klimawandel

17.01.2017 | Maschinenbau