Algemeen
magneto-optische beelden
Magnetisch veld afbeelding (boven) in kleur (noordpool: rood, zuidpool: blauw, overgangsgebied: groen) (foto: Innovent e.V.)

Een nieuw testsysteem maakt een supersnelle meting mogelijk door een magnetisch veld met behulp van een digitaal camerabeeld over een magneto-optisch sensoroppervlak te schuiven. Op deze manier kunnen verschillen in veldsterkteverdeling van magneten direct worden vastgesteld en magnetische stroken worden gecontroleerd op fouten in de magnetisering. De techniek met magneto-optische beelden biedt een groot potentieel voor kwaliteitsbewaking, met name in de autotechniek, automatiseringstechniek en sensortechniek.

Voor perfecte materialen zijn optimale materiaalcontroles elementair. In de autotechniek worden steeds meer magneten met specifieke eigenschappen en hoogwaardige kwaliteit toegepast. Hieronder vallen magnetische encoders, die wordt toegepast als signaalgever of voor het meten van hoeken en afstanden. Door de wereldwijde trend van miniaturisering en besparing op materialen moet de encoder voldoen aan de hoogste functionele eisen en een zeer geringe uitval vertonen.

Voor een betrouwbare functie van de componenten is het belangrijk om de strooiveldgeometrie en het verloop van de veldsterkte nauwkeurig binnen de perken te houden. Daarom ligt de focus op een snelle en betrouwbare kwaliteitscontrole van de encoderoppervlakken.

Testmethoden

Bekende processen voor het meten van het magnetisch veld voor encoders zijn gebaseerd op Hall sensoren en inductieve methoden. Deze technieken lopen echter tegen de grenzen van hun technische mogelijkheden aan met betrekking tot een magneetveldcontrole in real time. Daarvoor zijn tijdrovende rasters nodig.

Magnetische optica kan zowel oppervlakken van magnetische velden op in-homogeniteit controleren als gestructureerde gradiëntvelden snel en direct optisch vaststellen. In combinatie met digitale cameratechniek worden de veldopnamen in een hoge beeldresolutie opgeslagen, waarna met behulp van beeldverwerkingsroutines de magneto-optische beelden direct verder worden verwerkt. Scheuren, fouten in de magnetisering en materiaalfouten van de encoder kunnen hierdoor direct worden herkend.

Magneto-optische beelden

Wetenschappers van Innovent e.V. in Jena is het gelukt om uit magneto-optische beelden een kwantificeerbaar beeld van het magnetisch veld te creëren en daardoor behalve de strooiveld geometrie ook de lokale magnetische veldsterkte vast te stellen (zie afbeelding). De uitdaging was daarbij de ontwikkeling van geschikte sensorlagen en een zo nauwkeurig mogelijke kalibreren van het veld van het magneto-optische systeem.

Het proces is niet alleen geschikt voor de meting van encoders, maar kan in principe ook worden gebruikt voor het testen van magneten in de kwaliteitscontrole. Magneto-optische beelden zijn geschikt voor de karakterisering van multipool magnetische materialen, ferromagnetische staallegeringen en materialen als elektro-staalplaat en magnetische vormgeheugenlegeringen.

Producenten, distributeurs en gebruikers van magnetische materialen krijgen hiermee de beschikking over een nieuw soort meettechniek, om de verdelingen van de veldsterkte van magnetische en magnetiseerbare basismaterialen snel en betrouwbaar te testen.

Kwaliteitscontrole

De huidige magneto-optische sensortechniek kan met meetoppervlakken van maximaal 20 mm x 15 mm magnetische strooivelden binnen het veldsterktegebied van 0,1 T tot 150 mT detecteren. In de toekomst moet het meetoppervlak negen keer zo groot worden (60 mm x 45 mm), zodat nog grotere gebieden kunnen worden gekarakteriseerd. De optische resolutie van het systeem is 10 µm over een meetgebied van meerdere vierkante centimeters.

De ontwikkeling van de sensortechniek is nu zo ver gevorderd, dat het technisch mogelijk is om zacht magnetische afdrukken van kenmerken van waarde- en veiligheidsdrukwerk in magneto-optische beelden vast te stellen. Op basis van het beschikbare krachtige sensormateriaal en de ontwikkelde hard- en software oplossingen moeten in de toekomst robuuste meetsystemen kunnen worden gebouwd, die in de industriële productie geschikt zijn om in-line controle van magnetische halffabricaten uit te voeren.

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven