Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik e. V. – GFaI


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Geförderte Projekte: 39


Hochgeschwindigkeits-Schichtdickenmessung


Foliendickenmessung (Demonstrator)
Foliendickenmessung (Demonstrator)

Projektidee

Die Schichtdicke von (halb-) transparentem Material wird simultan für eine Vielzahl von Messpositionen mit einem hyperspektralem Sensor bestimmt. Die Schichtdickenmessung wird in diskreten Bereichen (1µm …10µm und 10µm … 100µm) mit einem durchstimmbaren Spektrometer mit variierender spektraler Auflösung im VIS-Bereich realisiert. Für die Beleuchtung des Materials werden weiße bzw. grüne LED-Linienleuchten eingesetzt.

Kundennutzen

Bekannte spektroskopischen Schichdickenmesssysteme messen die Materialstärke nur an einem Ort, so dass der Sensor permanent mechanisch über das Material gescannt werden muss, um verlässliche Aus-sagen über die Schichtdicke der Bahnware zu erhalten. Die dazu gegenwärtig eingesetzten Spektrometer haben einen unveränderlichen Messbereich, der den gesamten VIS- oder NIR-Bereich umfasst. Die Messung größerer Schichtdicken erfolgt daher mit NIR-Spektrometern, die wegen der eingesetzten InGaAs-Sensoren um ein Vielfaches teurerer sind als VIS-Spektrometer.

Das entwickelte System vermeidet beide Nachteile, indem es mit einem CMOS-Matrix-Bildwandler eine große Zahl von Spektren über die Bahnbreite aufnimmt und sie in Echtzeit mittels FPGA verarbeitet. Ein Spektrometer in Littrow-Anordnung ermöglicht die einfache Anpassung der Auflösung und Mittenfrequenz des Spektrometers.

Ausblick

Anwendung kann das System bei der Dickenmessung von (halb-) transparenten Bahnwaren finden. Eine weitere Anwendung stellt die Qualitätssicherung bei Fügeprozessen an Folien z.B. für den Einsatz als laminierte Membranen für Bauwerke dar.

Unabhängig von der Anwendung für die Schichtdickenmessung kann das Spektrometer als niedrig bis hoch auflösendes Farbmesssystem an Fließlinien eingesetzt werden, um eine ortsbezogene Farbinformation zu erhalten. Ausgestattet mit einem NIR-Bildwandler ist das Spektrometer für die ortsbezogene Sortierung von Kunststoffen / Kunststoffabfällen oder für die Qualitätssicherung im Lebensmittelbereich nutzbar.

Stand: 16.03.2012
Projektdaten aktualisiert: 04.12.2011

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