Enovasense

01 — Przegląd produktu

Enovasense Point Sensor z sondą T033

Bezkontaktowy pomiar grubości powłok od 10 nm do 1 mm

Enovasense Point Sensor to przyrząd wykorzystujący laserową radiometrię fototermiczną, który mierzy grubość powłoki na detalu — całkowicie bezkontaktowo, całkowicie nieniszcząco, w czasie rzeczywistym. Sonda T033 to nasza standardowa, uniwersalna głowica pomiarowa, odpowiednia dla zdecydowanej większości zastosowań laboratoryjnych i produkcyjnych: współpracuje z najszerszą gamą narzędzi optycznych (pojedyncze soczewki, mocowania magnetyczne, głowice z lustrem 90°, obiektywy o dużej odległości roboczej) i obsługuje wszystkie moce lasera od 1 W do 150 W.

Mierzy powłoki typu farby, polimery, kleje, powłoki anodowe, powłoki galwaniczne, natryskiwanie cieplne, natryskiwanie na zimno (cold spray), HVOF, PVD, CVD, PACVD, cynkowanie oraz sitodruk na praktycznie każdym podłożu — w zakresie grubości od 10 nm do 1 mm na jednej platformie.

Bezkontaktowo Nieniszcząco W czasie rzeczywistym Zakres 10 nm → 1 mm Dowolne podłoże Laboratorium i linia

02 — Dlaczego warto wybrać czujnik punktowy T033

Sześć powodów, dla których ten czujnik sprawdza się na linii produkcyjnej

1. Bezkontaktowo, nieniszcząco, niezależnie od podłoża

Czujnik kieruje na powłokę modulowaną wiązkę laserową i analizuje odpowiedź cieplną w podczerwieni za pomocą wbudowanego detektora. Żadna końcówka sondy nie dotyka detalu, więc nie ma ryzyka zarysowania świeżej warstwy farby ani miękkiego polimeru; nie wycina się też żadnej próbki, dzięki czemu można kontrolować 100% produkcji zamiast niszczyć jedną próbkę na tysiąc detali. Metoda jest niewrażliwa na właściwości elektryczne czy magnetyczne podłoża — działa na metalach, aluminium, stali, polimerach, szkle i kompozytach.

2. Jeden czujnik obejmuje wyjątkowo szeroki zakres grubości

Od warstwy PVD o grubości 10 nm do powłoki natryskiwanej cieplnie o grubości 1 mm — jeden czujnik punktowy T033, skonfigurowany z odpowiednim narzędziem optycznym i odpowiednim modułem laserowym, obejmuje cały zakres. Zastępuje to 2 lub 3 uzupełniające się przyrządy, zwykle potrzebne przy łączeniu mierników wiroprądowych, ultradźwiękowych i rentgenowskich.

3. Wyniki w czasie rzeczywistym, gotowe do sterowania w pętli zamkniętej

Każdy pomiar trwa od 100 ms do 1 s, w zależności od zastosowania. Wyniki są przesyłane w czasie rzeczywistym przez Ethernet/TCP-IP i mogą trafiać bezpośrednio do systemu MES, systemu SPC lub do receptury natryskiwania sterowanej w pętli zamkniętej. Dryft procesu powlekania zostaje wykryty w ciągu kilku sekund, a nie po tysiącach detali.

4. Sprawdzony w motoryzacji, lotnictwie, medycynie i elektronice

Technologia jest stosowana na całym świecie do krytycznych pomiarów powłok — w tym w ramach wspólnego patentu z Renault Group (EP3781902B1) dotyczącego zastosowania laserowej radiometrii fototermicznej wewnątrz cylindrów silników spalinowych.

5. Szeroki wybór narzędzi optycznych dla rzeczywistych geometrii przemysłowych

Sonda T033 jest kompatybilna z ponad 50 konfiguracjami optyki czołowej: ogniskowe od 9 mm do 450 mm, średnice plamki od 0,3 mm do 12 mm, proste soczewki, soczewki mocowane magnetycznie oraz głowice z lustrem 90°, które pozwalają wiązce laserowej dotrzeć do geometrii niedostępnych dla prostej sondy — rowków wewnętrznych, ścianek bocznych, odsadzeń i otworów.

6. Zaprojektowany z myślą o bezpieczeństwie i długiej żywotności

Źródło laserowe ma średni czas do niebezpiecznego uszkodzenia (MTTFd) wynoszący 1454 lata przy pokryciu diagnostycznym > 99%, a kontroler ma wbudowaną blokadę bezpieczeństwa (interlock), umożliwiającą włączenie do certyfikowanej pętli bezpieczeństwa maszyny. MTBF diody laserowej wynosi 11,4 roku pracy ciągłej — czujniki te pracują latami bez konserwacji poza rutynowym czyszczeniem soczewki.

03 — Zastosowania

Gdzie stosuje się czujnik punktowy T033

Konfiguracja T033 jest najbardziej wszechstronna w ofercie Enovasense i obejmuje najszersze spektrum zastosowań. Typowe wdrożenia obejmują:

04 — Technologia

Jak działa laserowa radiometria fototermiczna

Modulowana wiązka laserowa emitowana przez moduł biegnie światłowodem do sondy, jest ogniskowana na powierzchni powłoki i wytwarza w niej kontrolowaną falę cieplną. Detektor podczerwieni w sondzie rejestruje powracającą falę cieplną i wyznacza z sygnału dwie wielkości fizyczne: przesunięcie fazowe oraz stosunek amplitud między odpowiedzią cieplną a modulacją lasera. Grubość powłoki wyznacza się następnie z tych sygnałów na podstawie krzywej kalibracyjnej opracowanej na próbkach wzorcowych.

Dlaczego ta technologia — podsumowanie

Radiometria fototermiczna jest metodą w pełni optyczną i cieplną: bez kontaktu z detalem, bez potrzeby sprzężenia elektrycznego czy magnetycznego. Oznacza to, że czujnik jest niewrażliwy na właściwości magnetyczne podłoża, na chropowatość powierzchni (w szerokim zakresie), na geometrię detalu (płaską, zakrzywioną, otwory wewnętrzne) oraz na środowisko produkcyjne (pył, mgła olejowa, chłodziwo — soczewka czołowa jest osłonięta i można ją czyścić). Kalibrację wykonuje się jednorazowo na reprezentatywnych próbkach wzorcowych, a następnie stosuje się ją w produkcji bez ograniczeń czasowych.

05 — Dane techniczne

Pełna karta techniczna — konfiguracja T033

Kluczowe parametry metrologiczne

Sonda T033 — charakterystyka mechaniczna i optyczna

Kontroler / jednostka obliczeniowa

Wszystkie wartości są typowe. Rzeczywiste parametry zależą od kombinacji wybranych elementów (moc modułu, narzędzie optyczne, długość światłowodu) oraz od docelowego zastosowania. Prosimy o kontakt z Enovasense w celu oceny parametrów na Państwa konkretnych próbkach.

06 — Struktura produktu

Czujnik modułowy — sześć elementów do zbudowania potrzebnego systemu

Point Sensor składa się z zestawu sześciu niezależnych artykułów (plus opcjonalna stacja kontrolna), co zapewnia pełną elastyczność konfiguracji. Kompletny, działający czujnik wymaga jednego elementu z każdej z sześciu poniższych kategorii. W przypadku systemu wielokanałowego elementy od 2 do 6 należy zamówić w liczbie odpowiadającej liczbie kanałów pomiarowych.

Rozbudowa bez wymiany. Każdy element zamawia się pod odrębnym numerem referencyjnym. Można zwiększyć moc lasera, zmienić średnicę plamki, wymienić uszkodzony światłowód lub rozbudować system do konfiguracji wielokanałowej bez wymiany pozostałych elementów.

07 — Artykuły dostępne dla konfiguracji T033

Pełna lista numerów referencyjnych kompatybilnych z sondą T033

① Kontroler i pakiet oprogramowania

Każdy system wymaga jednego kontrolera. Wielkość dobiera się według liczby kanałów.

② Moduł (laser + akwizycja sygnału)

Należy wybrać jeden moduł na kanał pomiarowy. Wybór długości fali i mocy zależy od materiału powłoki i zakresu grubości.

Maksymalna moc źródła laserowego może być niższa od wartości nominalnej nawet o 30 %.

③ Sonda — T033

④ Narzędzie optyczne — T033 (soczewka czołowa / soczewka + lustro)

Narzędzie optyczne określa średnicę plamki na detalu oraz odległość roboczą między sondą a detalem. Narzędzia występują w trzech rodzinach: prosta soczewka czołowa (wkręcana lub magnetyczna), Lustro + Soczewka (emisja pozioma pod kątem 90°) oraz Soczewka + Lustro (geometria odwrócona). Wszystkie poniższe numery referencyjne są kompatybilne z sondą T033.

Kolumna odległości roboczej podaje nominalną konfigurację ogniskowania soczewki. W przypadku narzędzi Soczewka + Lustro efektywna odległość od otworu wyjściowego narzędzia do próbki jest mniejsza — w razie potrzeby podano ją w skrajnej prawej kolumnie. Tolerancje odległości pomiarowej wynoszą od ±0,5 mm (powłoki metaliczne/ceramiczne, odległość robocza 20 mm) do ±20 mm (farby/polimery, odległość robocza 150 mm), w zależności od narzędzia optycznego i rodzaju powłoki.

Obiektywy o dużej odległości roboczej — do integracji z zachowaniem dystansu

Oprócz powyższych narzędzi z soczewką czołową trzy dedykowane obiektywy zwiększają odległość pomiarową do 450 mm w przypadku gorących detali, trudno dostępnych geometrii oraz wymagań bezpieczeństwa dotyczących zachowania dystansu.

⑤ Światłowód — T033 (FC/PC ↔ FC/PC)

Wszystkie światłowody T033 są wielomodowe, o rdzeniu 105 µm, ze złączami FC/PC na obu końcach.

⑥ Kabel elektryczny — T033 (Push-Pull LEMO)

Jeden kabel na sondę. Sonda T033 wykorzystuje złącze Push-Pull LEMO na obu końcach.

08 — Akcesoria i opcje

Dostępne są akcesoria uzupełniające, rozszerzające możliwości czujnika w określonych warunkach:

09 — Integracja opcjonalna

Od czujnika do stacji kontrolnej „pod klucz”

Czujnik punktowy T033 można zintegrować z jedną z czterech stacji kontrolnych Enovasense. Stacje te obejmują bezpieczną obudowę, zautomatyzowany system pozycjonowania, komputer PC i dedykowany interfejs HMI — przekształcając sam czujnik w gotowe rozwiązanie pomiarowe „pod klucz” do laboratorium, do pracy przy linii lub w linii. Czujnik należy zamówić oddzielnie od stacji.

Potrzebują Państwo pomocy w doborze konfiguracji? Sonda T033 jest kompatybilna ze wszystkimi modułami Enovasense, wszystkimi narzędziami optycznymi i wszystkimi stacjami kontrolnymi. Prosimy o kontakt z Enovasense i przesłanie opisu powłoki i podłoża, zakresu grubości oraz wydajności produkcji — zaproponujemy optymalne zestawienie sześciu elementów oraz, w razie potrzeby, odpowiednią stację kontrolną.