Wetenschappers van Fraunhofer hebben een magnetische lijncamera ontwikkeld met hoge resolutie, om het magnetisch veld in Real Time te meten. Hiermee kunnen de voor het menselijk oog onzichtbare veldlijnen van een magnetisch systeem, zoals een generator of een motor, zichtbaar worden gemaakt. De camera is vooral geschikt voor industriële toepassingen zoals de kwaliteitsbewaking bij magnetische producten. Een prototype wordt voor het eerst op de beurs electronica 2014 (van 11 tot 14 in München (D) in hal A4 op stand 113) getoond.
Magnetisch veldsensoren komen we overal tegen. Ze zorgen ervoor, dat de wasmachine regelmatig draait, dat de koplampen in de auto zelfs bij volle belading goed zijn ingesteld en dat zal worden gewaarschuwd, als de autogordel niet goed vast zit. Als een mechanische beweging wordt omgezet in een draaiende beweging, dan wordt dit geregistreerd door een magnetische sensor en wordt informatie doorgegeven naar andere systemen zoals de sensoren voor de koplampen.
Daarom is het belangrijk, dat de magneten betrouwbaar functioneren. De kwaliteitsbewaking bij de productie was tot nu toe nog kostbaar en tijdrovend. Onderzoekers van het Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS in Erlangen ontwikkelden een lijncamera, die de magnetische velden in Real Time kan meten en zodoende afwijkende magneten snel kan herkennen. Hierdoor is het voor het eerst mogelijk om deze vorm van magnetische controle te integreren in industriële processen. De magneten worden eenvoudig op de lopende band getest.
Veldlijnen zichtbaar
“Men moet zich niet voorstellen dat het apparaat lijkt op een camera. Het lijkt meer op een plat bord met een serie van magneetveldsensoren”, legt projectleider Klaus-Dieter Taschka van het IIS uit. Het hart wordt gevormd door een in zijn instituut uitgevonden 3D-Hall-sensor-technologie HallinOne: “deze maakt het mogelijk, om met een sensorchip alle drie de ruimtelijke assen van een aanwezig magnetisch veld op te nemen. Met dergelijke sensoren kan men zeer verschillende meetopgaven uitvoeren, zoals voor een rotatiehoek-, afstand-, positie- of toerentalsensor”.
Met de magnetische lijncamera is het mogelijk om het magnetisch veld op 32 posities met een tussenafstand van 2,5 mm in vectoren te meten. De veldlijnen kunnen hierdoor langs een lijn over een lengte van 8 cm zichtbaar worden gemaakt, worden opgeslagen en gecontroleerd. De eigenlijke 3D sensor meet slechts 0,1 × 0,1 mm². Dit maakt een puntvormige meting mogelijk met een hoge nauwkeurigheid.
1000 beelden per seconde
Het meetproces zelf neemt slechts een milliseconde in beslag, de camera levert dus 1000 beelden per seconde. Met deze snelheid is het mogelijk om de magnetische camera direct in de productie-installatie in te bouwen en de magneten aan de lopende band te controleren. Het Real Time aspect is bovendien belangrijk, omdat ook de magnetische vorm en de richting van de magnetisering invloed hebben op de meetwaarde en deze dienen bij het kalibreren van het systeem te worden meegenomen.
Aan het eind van het meetproces koppelt het systeem de verschillende magneetvormen aan de meetgegevens en berekent ook de fouttolerantie. Voor simpele toepassingen kan de camera direct via een USB-interface worden verbonden met een pc.
De volgende stap zit al in de planning: de wetenschappers werken nu aan een vlakke camera, die magnetische kleurenafbeeldingen kan opnemen op een oppervlak van 40 × 40 mm² en dat nog steeds met een snelheid van 100 beelden per seconde.
