Ein innovatives optisches System zur Partikeldetektion in der technischen Sauberkeitsanalyse.

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1 Ein innovatives optisches System zur Partikeldetektion in der technischen Sauberkeitsanalyse. Eine schnelle Trennung metallischer und nichtmetallischer Partikel in der Sauberkeitsinspektion. OLYMPUS SOFT IMAGING SOLUTIONS GmbH Dr. Peter Büscher parts2clean Stuttgart

2 Kontrolle der technischen Sauberkeit Extrahieren Filtern Wiegen Zählen Klassifizieren Berichten

3 Bestimmung des Bauteilsauberkeitscodes Beispielberechnung für Standard: ISO (V) Größenklasse Konzentrationsstufe Sauberkeitscode Cleanliness Contamination Code CCC = V(B10/C8/D7/E3/F0/G00/H0/IJK00) 3

4 Warum reflektierende und nicht-reflektierende Partikel unterscheiden? Extrem harte Partikel Korund, Kalkablagerungen, Rost Extrem aggressiv. Müssen schnellstmöglich entfernt werden. Harte Partikel Eisen, Stahl, Messing, Bronze, Aluminium Stark angreifend. Grenzwerte sind festgelegt (müssen klassifiziert werden). Weiche Partikel Fasern, Dichtungsabrieb, Gummi, Farbe Kaum abtragend. Haben wenig Einfluss auf die Lebensdauer des Produkts. Harte Partikel können Fluidsysteme zerstören, wenn sie nicht entfernt werden. Vorbeugende Messungen erkennen das Eindringen von Verschmutzungen. 4

5 Polarisiertes Licht an nicht-reflektierenden Partikeln Lichtquelle SW Kamera Polarisiertes Licht Unpolarisiertes Licht Polarisator Analysator (drehbar) Nicht-reflektierendes Partikel 5

6 Polarisiertes Licht an reflektierenden Partikeln Lichtquelle SW Kamera Polarisiertes Licht Polarisiertes Licht Polarisator Analysator (drehbar) Reflektierendes Partikel 6

7 Intensität Einfluss der Drehung des Analysators auf die Intensität hell Analysator parallel dunkel Analysator senkrecht Drehung des Analysators 7

8 Video mit drehendem Analysator 8

9 Reflektion bei farbabhängender Polarisation Nicht-reflektierendes Partikel Lichtquelle Farbkamera Polarisiertes Licht Unpolarisiertes Licht Polarisator Verzögerungsplatte Analysator (drehbar) Nicht-reflektierendes Partikel Keine Polarisation für alle Farben. Bildaufnahme bleibt unverändert! 9

10 Reflektion bei farbabhängender Polarisation Reflektierendes Partikel Lichtquelle Farbkamera Polarisiertes Licht Polarisiertes Licht Polarisator Verzögerungsplatte Analysator (drehbar) Reflektierendes Partikel Polarisation ist unterschiedlich für die Farben. Das Verhältnis der Farben zeigt die Reflektion an! 10

11 Vergleich der Partikeldetektion Klassische Methode Neue Methode nicht-reflektierend reflektierend kombiniert Die Unterscheidung zwischen reflektierenden und nicht-reflektierenden Partikeln muss präzise, repoduzierbar und schnell sein! 11

12 Das CIX90 System zur Sauberkeitsuntersuchung A: Leistungsfähige Workstation B: Mikroskopsteuerung C: CIX Hardware D: Joystick X,Y,Z E: Maus / Tastatur F: Berührungsempfindlicher Monitor 12

13 CIX90 Hardware Basierend auf einem Olympus BX Mikroskop. Motorisiertes Wechselrevolver mit 3 Objektiven (PLAPON 1.25x, MPLFLN 5x, MPLFLN 10x) und Olympus Controller. Motorisierter X,Y Kreuztisch (130 mm x 79 mm) und motorisiertes Z Fokusantrieb. USB Farbkamera (10 Mpixel, 1,67 µm x 1,67 µm Pixelgröße) ausgerichtet und geschützt unter einer speziellen Verkleidung. Speziell veränderte Beleuchtungseinheit zur Trennung der Partikel (patentiert). Keine beweglichen Teile. 13

14 Geschützte Kameraausrichtung Übliches System: Kamera und Okulare sind sichtbar und können in verschiedene Richtungen gedreht werden (für den Komfort, zur Alignierung ). Dies führt zur Fehlern in der Orientierung und erfordert häufige Justage der Ausrichtung zwischen Tisch und Kamera. Geschützte Ausrichtung: Ohne sichtbare Kamera und Kontakt zur Hardware ist die Systemkalibrierung zuverlässiger - und das spart Kosten. 14

15 10 MegaPixel Farbkamera Farbkamera: Farbe wird für die Trennung der Partikeltypen gebraucht. 10 MPixel: Im gebinnten Modus ist diese Kamera eine der schnellsten am Markt. 0,67 µm: Gute Bildauflösung (mit 10x Objektiv) um den Anforderungen von ISO und VDA 19 zu entsprechen. 15

16 Motorisierter Wechselrevolver mit UIS2 Objektiven Objektiv 1.25x: Für die Übersichtsaufnahme. Großes Bildfeld zur schnellen Aufnahme des Übersichtsbilds. Objektiv 5x: Benutzt zur Detektion von Partikeln größer als 10 µm. Dies erfordert 500 Bilder für eine komplette Membran (weniger als 6 Minuten) Objektiv 10x: Für hohe Auflösungen (Detektionslimit für Partikel von 2,5 µm). Geeignet zur Messung von Teilen, die eine hohe Genauigkeit erfordern (weniger als10 Minuten für eine komplette Filtermembran). Motorisierter Revolver: Ständige Kommunikation zwischen Mikroskop und Revolver. Kein Risiko einer falschen Kalibrierung. 16

17 CIX90 Software Große Schaltflächen zum Berühren Bericht in Word Automatische Speicherung aller Daten Vollbild-Anwendung keine Windows Taskleiste Dunkle Benutzeroberfläche 17

18 Arbeitsschritte des Benutzers Zu Beginn der Analyse wird mit «Inspect Sample» die Membran überprüft unter Berücksichtigung der gewünschten Inspektionskonfiguration. Wenn die Membran aufgenommen und gespeichert ist, kann der Benutzer die Ergebnisse begutachten (Validieren der Partikel mit Tischnavigation und Darstellung des Livebildes) Wenn die Ergebnisse überprüft und bestätigt wurden, kann der Benutzer einen Bericht in Microsoft Word oder direkt als PDF erzeugen mit angepassten Vorlagen. 18

19 Probeninspektion Detektierte Partikel Übersichtsbild Live Bild Verbleibende Zeit Anzeige von Ergebnis und Freigabe in Echtzeit 19

20 Überprüfung der Ergebnisse Position des Partikels Auswahl der Norm und des Partikeltyps Bilder aller Partikel Partikelergebnisse 20

21 Report Berichtsvorlagen sind komplett anpassbar in Microsoft Word. Daten werden bei Bedarf dynamisch ergänzt (Tabellengröße ist nicht statisch und wird an den Inhalt angepasst). 21

22 Danke für Ihre Aufmerksamkeit!