Enovasense

01 — Produktübersicht

Enovasense Field Sensor HR

Berührungslose Analyse unter der Oberfläche — 110.592 Punkte in einer einzigen Aufnahme

Der Enovasense Field Sensor HR ist ein laserphotothermisches Bildgebungsgerät, das eine gesamte Fläche auf einmal analysiert — vollständig berührungslos, vollständig zerstörungsfrei, in wenigen Sekunden. Statt Punkt für Punkt zu messen, beleuchtet der Field Sensor HR eine ganze Zone des Bauteils, erfasst die thermische Antwort über ein spezielles IR-Detektorarray und liefert ein Bild mit 384 × 288 Pixeln dessen, was unter der Oberfläche liegt.

Er dient dazu, Risse, Poren, Delaminationen, mangelhafte Haftung, Scheinschweißungen (False-Friend-Schweißungen), Luftspalte und Materialwechsel zu erkennen, die für Bildverarbeitungssysteme unsichtbar sind — und die Schichtdicke flächig zu kartieren über die gesamte Oberfläche eines Bauteils hinweg, ohne Automatisierung, mit einer räumlichen Auflösung von 55 µm pro Pixel.

Berührungslos Zerstörungsfrei Vollflächige Bildgebung 110.592 Punkte / Aufnahme Keine Automatisierung nötig Defekte unter der Oberfläche

110.592 Pkt. In einer einzigen Aufnahme auf einer 384 × 288-Matrix erfasste Punkte eine ganze Fläche in nur 1 Sekunde analysiert	55 µm Räumliche Auflösung pro Pixel jedes Pixel eine eigenständige photothermische Messung
21×16mm In einer einzigen Aufnahme analysiertes Sichtfeld kein Verfahrtisch, kein Roboter erforderlich	1-2000 µm Messbereich für Schichtdickenkarten auf unterschiedlichsten Beschichtungen sowie qualitative Fehlererkennung

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02 — Warum der Field Sensor HR

Fünf Gründe für den Einsatz dieses Sensors in der Produktion

1. Berührungslos, zerstörungsfrei und substratunabhängig

Der Sensor richtet einen modulierten Laserstrahl auf das Bauteil und analysiert die thermische Infrarotantwort mit einem integrierten Detektorarray. Keine Tastspitze berührt das Bauteil, es wird keine Probe zerschnitten und keine Röntgenstrahlung emittiert. Das Verfahren ist unabhängig von den elektrischen oder magnetischen Eigenschaften des Substrats — es funktioniert auf Metallen, Aluminium, Stahl, Polymeren, Glas und Verbundwerkstoffen und toleriert trockene oder nasse bzw. nicht ausgehärtete Beschichtungen sowie heiße oder kalte Bauteile.

2. Eine ganze Fläche in einer Aufnahme — ohne Automatisierung

Während ein Punktsensor einen XY-Tisch oder einen Roboter benötigt, um eine Karte zu erstellen, erfasst der Field Sensor HR das gesamte Sichtfeld auf einmal. Über 100.000 Pixel werden in nur einer Sekunde erfasst, jedes davon eine unabhängige photothermische Messung. Schichtdicken-, Fehler- und Haftungskarten, für die bisher eine komplette Scanstation erforderlich war, entstehen nun mit einem feststehenden Sensor und einem ruhenden Bauteil.

3. Sieht, was Bildverarbeitungssysteme nicht sehen — Defekte unter der Oberfläche

Das Signal ist thermisch, nicht optisch. Eine Schweißverbindung, die in der Kamera einwandfrei aussieht, darunter aber nicht verbunden ist (eine „False-Friend“-Schweißung), ist für die industrielle Bildverarbeitung unsichtbar — im Bild des Field Sensor HR fällt sie dagegen sofort auf, weil die Wärme nicht durch den fehlenden Kontakt diffundieren kann. Nach demselben Prinzip werden Luftspalte, Delaminationen, Risse unter der Oberfläche, Poren, mangelhafte Haftung und Materialwechsel erfasst.

4. Geeignet für reale industrielle Geometrien

Der Sensor arbeitet auf ebenen und gekrümmten Bauteilen sowie unter Neigungswinkeln bis zu ±50°, mit einer Abstandstoleranz von ±1 mm bis ±10 mm je nach Anwendung. Rauheit, Oberflächenbeschaffenheit und Bauteiltemperatur sind keine Ausschlusskriterien — der Field Sensor HR kann daher direkt an Serienteilen ohne Oberflächenvorbereitung eingesetzt werden.

5. Kompakter Messkopf, kompakter Controller, einfache Integration

Der Messkopf ist ein einziger kompakter Block von 93 × 85 × 174 mm (400 g), der dem Bauteil gegenüber positioniert wird. Der Controller ist eine kompakte Einheit von 315 × 200 × 150 mm (7,7 kg, 100–230 V AC), die bis zu 10 m entfernt in einem Schaltschrank untergebracht werden kann und über einen Lichtwellenleiter und ein Elektrokabel mit dem Messkopf verbunden ist. Der Ethernet-TCP/IP-Ausgang speist die zugehörige Enovasense-Suite-Software, die auch ein ANN-Modul zum Trainieren einer automatischen Gut/Schlecht-Klassifizierung enthält.

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03 — Anwendungen

Wo der Field Sensor HR eingesetzt wird

Der Field Sensor HR kommt immer dann zum Einsatz, wenn eine Fläche — und nicht ein Punkt — charakterisiert werden muss: Fehlererkennung an Schweißnähten und Fügeverbindungen, Qualitätskontrolle geklebter Baugruppen, vollflächige Schichtdickenkartierung und Prüfung von Bauteilen, bei denen Informationen unter der Oberfläche entscheidend sind. Typische Einsatzbereiche:

Automobil & E-Mobilität	Erkennung von Scheinschweißungen (False-Friend), Erkennung von Luftspalten an Laser- und Ultraschallschweißungen, Prüfung von Verbindungen an Batterie-Stromschienen, Kartierung der Lack- und Grundierungsdicke
Luft- und Raumfahrt	Dickenkartierung von Wärmedämm- und Einlaufschichten, Erkennung von Delaminationen an Verbund- und Klebestrukturen, Prüfung von Kaltgas-Reparaturen
Medizintechnik	Vollflächige Prüfung bioaktiver und polymerer Beschichtungen auf Implantaten, Erkennung von Poren und Beschichtungsfehlern auf chirurgischen Instrumenten
Allgemeine Industrie	Dickenkartierung von FKM- und Elastomerdichtungen auf Edelstahl, Emaillemarkierungen auf Glas, Homogenität von Gummibeschichtungen, Siebdruckfarben
Unterhaltungselektronik	Prüfung durch Epoxidisolierungen hindurch, um Vorhandensein und Lage von Unterkomponenten zu verifizieren
Halbleiter	Erkennung von Oberflächenrissen und Poren auf Wafern

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04 — Technologie

So funktioniert die vollflächige laserphotothermische Bildgebung

Ein modulierter Laserstrahl wird auf eine 21 × 16 mm große Zone des Bauteils gerichtet und erzeugt eine kontrollierte thermische Welle, die in das Material diffundiert. Ein IR-Detektorarray im Messkopf erfasst die zurückkehrende Wärmewelle für jedes Pixel der Szene und ermittelt für jedes Pixel zwei physikalische Größen — die Phasenverschiebung und das Amplitudenverhältnis zwischen der thermischen Antwort und der Lasermodulation. Das Ergebnis ist ein vollständiges Bild mit 384 × 288 Pixeln, das das Verhalten des Bauteils unter der Oberfläche zeigt.

Die Modulationsfrequenz, einstellbar von 0,1 bis 5 Hz, bestimmt die Prüftiefe: Niedrige Frequenzen lassen die Wärmewelle tiefer liegende Grenzflächen erreichen, hohe Frequenzen begünstigen dünne Schichten und oberflächennahe Defekte.

Da die Wärmediffusion durch alles lokal gestört wird, was die thermische Kontinuität des Materials unterbricht, zeigt das Bild, was unter der Oberfläche liegt: eine Schichtgrenzfläche (Dickenkartierung), einen Riss oder eine Pore (Oberflächenfehler), einen Luftspalt oder eine Delamination (Schweißqualität), eine unter einer Epoxidschicht verborgene Unterkomponente oder eine Scheinschweißung, bei der die Wärme die nicht verbundene Grenzfläche nicht überwinden kann.

Diese Technologie im Überblick

Die photothermische Bildgebung ist rein optisch und thermisch: kein Kontakt mit dem Bauteil, keine elektrische oder magnetische Kopplung, keine ionisierende Strahlung. Der Sensor ist unempfindlich gegenüber den magnetischen Eigenschaften des Substrats, der Oberflächenrauheit (in einem weiten Bereich), der Bauteilgeometrie (eben, gekrümmt, bis zu ±50° geneigt) und der Produktionsumgebung (heiße oder kalte Bauteile, trockene oder nasse bzw. nicht ausgehärtete Beschichtungen). Die Kalibrierung wird einmalig anhand repräsentativer Referenzproben erstellt und anschließend in der Produktion unbegrenzt weiterverwendet.

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05 — Technische Daten

Vollständige technische Daten — Enovasense Field Sensor HR

Artikelnummer 5105791

Bildgebung und Messung

Messbarer Dickenbereich (Ep)	1 – 2000 µm (Schichtdickenkartierung)
Sichtfeld	21 mm × 16 mm
Ortsauflösung	55 µm pro Pixel
Matrixgröße	384 × 288 — 110.592 Punkte pro Aufnahme
Aufnahmezeit	Vollständiges Bild in ca. 1 s (einstellbare Messzeit)
Messrate	1 Hz bis 10 Hz für das vollständige Bild mit 110.592 Punkten
Messgrößen	Phasenverschiebungs- (PHI) und Amplitudenkarten (AMP); kalibrierter Wert (VAL), z. B. Schichtdicke
Modulationsfrequenz	0,1 – 5 Hz (bestimmt die Prüftiefe)
Winkeltoleranz	±5° bis ±50° (anwendungsabhängig)
Abstandstoleranz	±1 mm bis ±10 mm (anwendungsabhängig)
Arbeitsabstand	50 mm (fest)

Messkopf — mechanische und optische Eigenschaften

Abmessungen Messkopf (Lh × Wh × Hh)	93 × 85 × 174 mm
Gewicht Messkopf	400 g
Frontoptik	Feste Frontlinse — keine Auswahl eines optischen Werkzeugs erforderlich
Laserwellenlänge (λ)	980 nm, moduliert
Maximale Laserleistung	150 W Spitzenleistung / 75 W Durchschnittsleistung (maximale Laserintensität: 1,22 W/mm²)
Laserklasse	Klasse 4 (IEC 60825-1) — Gehäuse der Klasse 1 auf Anfrage erhältlich
Lasersicherheit	Interlock-Eingang für den Sicherheitskreis der Maschine; Laser beim Start der Software standardmäßig ausgeschaltet
Betriebstemperatur Messkopf	< 35 °C Umgebungstemperatur

Controller / Recheneinheit

Bauform Controller	Kompakte Einheit
Controller-Abmessungen (L × B × H)	315 × 200 × 150 mm
Gewicht Controller	7,7 kg
Integrierte Hardware	980-nm-Laserquelle, Elektronik des Infrarotdetektors und Laser-Interlock
Stromversorgung	100–230 V AC / 50–60 Hz
Schnittstellen	Ethernet (PC und Kamera), USB, DisplayPort, Laser-Interlock, Lichtwellenleiter-Ausgang
Datenschnittstelle	Ethernet TCP/IP — Software Enovasense Suite — MES-/SPC-kompatibel
Sicherheit — Interlock-Anschluss	Laser-Locker / bereit für Sicherheitskreis
Betriebstemperatur	< 35 °C — Verwendung in Innenräumen, trockene Umgebung
Glasfaser zwischen Kopf und Controller	2 – 10 m, FC/PC-Stecker, minimaler Biegeradius 50 mm
Elektrisches Kabel zwischen Kopf und Controller	2 – 10 m, RJ45
Einsatztemperatur der Kabel	< 100 °C
Computer	Windows-PC über Ethernet angeschlossen; Verwendung in Innenräumen, trockene Umgebung

Software — Eno2D-Suite und Calibration & Analysis

Jeder Field Sensor HR wird mit der Eno2D-Software-Suite für Aufnahme, Verarbeitung und Klassifizierung geliefert sowie mit einer browserbasierten Calibration-&-Analysis-Anwendung, die photothermische Rohbilder in Echtzeit in kalibrierte Schichtdickenkarten umwandelt.

EnoLauncher	Zentraler Einstiegspunkt zu allen Anwendungen und Projekten
EnoCapture	Aufnahme: Laser- und Messeinstellungen, Hintergrund, Fokus, Aufzeichnung
EnoQuick	Vereinfachte Aufnahme für Routinemessungen mit kalibrierter Echtzeitanzeige
EnoViewer	Bildverarbeitung und Visualisierung: Phase/Amplitude, Skalen, Binning, Querschnitte
EnoANN	Gut/Schlecht-Klassifizierung mit neuronalem Netz, trainiert an Gut- und Schlechtteilen

Kalibrieren	Polynomiale Umrechnung (1. / 2. Ordnung) von Phase oder Amplitude in Schichtdicke, in Echtzeit angewendet. Auf den Bildern eingezeichnete Referenzbereiche, Lern- und Testdatensätze, R², MAE, RMSE. Kalibrierbibliothek mit Aktivierung per Klick und JSON-Export.
Analysieren	Bereichsstatistik: Mittelwert, Standardabweichung, Min/Max, Median, getrimmter Mittelwert, Schiefe. Fixierte Bereiche zum Vergleich derselben Zonen über eine Serie. Live-Überwachung neuer Messungen und PNG-Export der Bilddatenbank.

Alle Werte sind typische Werte. Die tatsächliche Leistung hängt von der Anwendung und von der zu prüfenden Beschichtung bzw. dem zu erkennenden Fehler ab. Für eine Leistungsbewertung an Ihren eigenen Proben wenden Sie sich bitte an Enovasense.

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06 — Produktaufbau

Ein integrierter Sensor — Kopf, Controller und Software in einer Lieferung

Im Unterschied zum Enovasense Point Sensor wird der Field Sensor HR als vollständig integriertes System geliefert: Messkopf, Controller, Verbindungskabel und Software-Suite sind in einer einzigen Artikelnummer zusammengefasst. Die Integration in eine Fertigungszelle ist einfach — den Kopf gegenüber dem Bauteil anordnen und den Controller in einem bis zu 10 m entfernten Schaltschrank installieren.

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07 — Lieferumfang

Was zu einem Field-Sensor-HR-System gehört

Ein vollständiges Field Sensor HR System wird unter einer einzigen Artikelnummer geliefert und umfasst:

Bezeichnung	Menge
Messkopf Enovasense Field Sensor HR	1
Enovasense Field Sensor HR Controller	1
Glasfaser zwischen Messkopf und Controller	1
Elektrisches RJ45-Kabel zwischen Messkopf und Controller	1
Netzkabel	1
Enovasense-Suite-Software (Eno2D — Launcher, Capture, Viewer, ANN, Quick) und Calibration-&-Analysis-Webanwendung	1
1 Jahr Garantie, CE-Zertifikat, Qualitätsprüfzertifikat	1

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08 — Zubehör und Optionen

Für Inbetriebnahme und Wartung des Field Sensor HR sind einige ergänzende Dienstleistungen und Zubehörteile erhältlich:

Artikelnummer	Zubehör / Dienstleistung
5105893	Jährlicher Wartungsservice — Sensor
5105894	Jährlicher Wartungsservice — Prüfstation
5105895	Liefer- und Installationspaket

Der Field Sensor HR verwendet eine feste Frontlinse und einen festen Arbeitsabstand von 50 mm — eine Auswahl optischer Vorsätze wie beim Point Sensor entfällt. Kundenspezifische Halterungen, Laserschutzeinhausungen und anwendungstechnische Unterstützung sind auf Anfrage erhältlich.

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09 — Optionale Integration

Vom Sensor zur schlüsselfertigen Prüfstation

Da der Field Sensor HR einen Laser der Klasse 4 emittiert, wird er üblicherweise in einer Einhausung eingesetzt, die den Augengefährdungsbereich (NOHA) für den Bediener unzugänglich macht. Enovasense kann den Sensor integriert in eine von vier Enovasense Prüfstationen liefern — mit sicherer Einhausung, automatisiertem Positioniersystem, PC und eigener HMI —, wodurch der Sensor zu einer schlüsselfertigen Prüflösung für das Labor, für den Einsatz an der Linie oder in der Linie wird. Der Sensor selbst ist getrennt von der Station zu bestellen.

Artikelnummer	Name	Automatisierung	Stellfläche (L × B × H)	Typische Anwendung
5108103	HKM	Kartesisch, 3 Achsen	600 × 600 × 710 mm	Kompakte Tischstation für kleine, flache oder einfache Bauteile — 80 kg, passt auf jede Standard-Werkbank
5104906	HKL	Kartesisch, 3 Achsen	825 × 1282 × 943 mm	Labor-, F&E- und QS-Prüfplätze für ebene oder einfache Teile
5105790	HKL-R	6-Achs-Roboter	1025 × 1282 × 943 mm	Komplexe 3D-Teile — Luftfahrt, Turbinen, medizinische Implantate
5105512	HKXL	3 Achsen + 1 Beladeachse	Auf Anfrage	100-%-Kontrolle neben der Linie an großen Bauteilen wie Motorblöcken

Unterstützung bei der Definition Ihrer Prüfaufgabe? Der Field Sensor HR ist auf die Flächenanalyse spezialisiert — die richtige Integration hängt jedoch von Ihrer Defektgröße, Bauteilgeometrie und Taktzeit ab. Wenden Sie sich mit Ihren Proben oder einer Beschreibung des zu erkennenden Defekts an Enovasense — wir schlagen Ihnen die beste Kombination aus Sensorkonfiguration, Softwareverarbeitung und, falls erforderlich, Kontrollstation vor.