Quality Engineering 02.2021

die Sensoren sowohl einzeln verwendet als auch im
Verbund in Inline-Messsystemen mit zahlreichen
Sensoren betrieben werden.
Zerstörungsfreie Prüfung
von Kunststoffen
Die Technologie kommt zum Beispiel bei Inoex bei
den Warp-Systemen für die hochpräzise Inline-Messung
von Kunststoffrohren zum Einsatz. Dabei setzt
Inoex auf intelligente Sensorik basierend auf FMCW-
Mikrochips, wobei die Welle rein elektronisch auf
dem Chip erzeugt wird. Dieses ermöglicht nicht-leitende
Materialien wie etwa Kunststoff zerstörungsfrei
und berührungslos zu prüfen. Die Radartechnologie
wird in den Messsystemen eingesetzt, um
dünn- und dickwandige Kunststoffrohre zu messen.
Die minimal messbare Wandstärke beträgt hierbei
1,6 mm mit einer Wiederholbarkeit von ±0,001 mm.
Die Technologie ist aber nicht nur in der Rohrextrusion
einsetzbar, sondern auch für zahlreiche andere
Anwendungen im Kunststoffbereich. Alle gängigen
Kunststoffmaterialien wie PE, L-/HDPE, PP, PA6/-12,
PVC, PVDF etc. können ohne Einschränkung der
Messgenauigkeit vermessen werden. Die Messgenauigkeit
beträgt ±0,05 mm. Die Geschwindigkeit der
Welle im Kunststoff ist im Vergleich zu Luft langsamer
und kann auch zwischen verschiedenen Materialien
variieren. Diese Materialeigenschaft wird
durch den sogenannten Brechungsindex beschrieben.
Bei einem Unterschied dieses Werts entsteht eine
Reflexion der Welle an dem Übergang zwischen den
unterschiedlichen Materialen – zum Beispiel Luft
und PE. Die Laufzeit dieser reflektierten Echos ist
wichtigste Information und ermöglicht die Bestimmung
der Wanddicke der Schicht.
Die Entwicklung einer Vielzahl intelligenter Algorithmen
ermöglicht, das letzte an Genauigkeit aus
der Sensorik herauszuholen. Die Radartechnologie
für industrielle Anwendungen bietet im Vergleich zu
Bild: Inoex
Die Sensortechnologie
von
2Pi-Labs kommt
zum Einsatz bei Warp
100/400 von Inoex, einem
System für die Inline-Wanddicken- und
Durchmessermessung bei Kunststoffrohren.
anderen Technologien bereits jetzt viele Vorteile,
wenngleich das zukünftige Einsatzpotenzial noch
lange nicht erreicht ist. Verglichen mit Ultraschallsystemen
wird zum Senden und Empfangen der Radarwelle
kein Koppelmedium benötigt. Daher gilt
diese Anwendung als sehr robust, zuverlässig und
unabhängig von Prozessschwankungen sowie dem
Anwender.
Bei den Warp-Systemen von Inoex kommen je
nach System und Größe bis zu 19 Sensoren zum Einsatz.
Entsprechend wird durch die Aufstockung der
Sensoranzahl eine 100-Prozent-Messung erreicht.
Das heißt, es wird jeder Punkt des Rohres in die Messung
einbezogen und das unabhängig von der Rohrdimension
und der Anlagengeschwindigkeit. Durch
die speziell entwickelte Optik kann Inoex die Ausrichtung
der Radarwelle auf die Rohrmitte fokussieren.
Die Sensoren sind so angeordnet, dass sich die
Messflecken überlappen und somit eine engmaschige
Abdeckung auch in Extrusionsrichtung gewährleisten
wird. Außerdem sind die Sensoren in der Lage, ohne
gegenseitige Beeinflussung zu messen und die Messungen
bei einer maximalen Wiederholrate parallel
durchzuführen und zu verarbeiten. Weiterhin können
die Warp-Sensoren durch das Rohr hindurch, also
auch auf der gegenüberliegenden Seite, messen.
Durch diese Technologie werden in naher Zukunft
immer dünnere Wanddicken messbar sein.
Für 2pi-Labs steht fest, dass die Radartechnologie
für industrielle Anwendungen noch lange nicht ausgeschöpft
ist und in den nächsten Jahren noch ein
großes Innovationspotential bietet. Besonders ausgeklügelte
KI-Algorithmen in Kombination mit dem
Einsatz mehrerer Sensoren oder bildgebende Mehrkanalanordnungen
werden in zukünftigen Generationen
der Inline-Rohrmesssysteme noch einige neue
Möglichkeiten zur Vermessung und Analyse bieten.
Dr. Timo Jaeschke
Geschäftsführer
2pi-Labs
www.2pi-labs.com
Bild: 2pi-Labs
Ralph Klose
Chief Technology
Officer
Inoex
www.inoex.de
Bild: Inoex
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