投稿者: Shinagawamotkyni

Was ist eine CVD-Anlage?

CVD-Anlagen werden für das Aufbringen dünner Schichten und die Oberflächenbehandlung eingesetzt.

Die chemische Gasphasenabscheidung CVD ist ein Verfahren, das chemische Reaktionen nutzt, um chemische Substanzen in der Gasphase auf festen Oberflächen abzuscheiden. CVD-Anlagen erhitzen ein Substrat oder Basismaterial und leiten reaktive Gase oder Dämpfe in der Gasphase auf dessen Oberfläche. Die reaktiven Stoffe reagieren auf dem Substrat chemisch und bilden einen Film oder eine Beschichtung.

Mit diesem Verfahren kann eine breite Palette von dünnen Schichten und Beschichtungen hergestellt werden; CVD ist in hohem Maße kontrollierbar und reproduzierbar und ermöglicht die Erzeugung hochwertiger dünner Schichten. Es ist möglich, Eigenschaften zu steuern, die einer Kontrolle bedürfen wie Schichtdicke, Gleichmäßigkeit und Kristallinität. Viele der verwendeten Gase sind jedoch hochgiftig und müssen mit Vorsicht gehandhabt werden.

Anwendungen von CVD-Anlagen

CVD-Anlagen werden häufig für Halbleiterprodukte verwendet. Nachfolgend sind Beispiele für Anwendungen von CVD-Anlagen aufgeführt:

1. Halbleiterherstellung

CVD ist eine sehr wichtige Technologie in der Halbleiterindustrie. CVD wird beispielsweise eingesetzt, um SiO2-Schichten auf Siliziumsubstraten zu erzeugen. Dieses wird als Isolator verwendet und ist als Isolierschicht und Gate-Oxid für integrierte Schaltungen wichtig.

CVD kann auch zum Aufwachsen von Metallschichten wie Kupfer oder Aluminium verwendet werden. Dies ermöglicht die Herstellung von leitenden Schichten wie Drähten und Elektroden.

2. Optische Beschichtungen

CVD spielt eine wichtige Rolle bei der Herstellung von optischen Geräten und Komponenten. Zunächst können optische Mehrschichtfilter hergestellt werden. Diese steuern die Durchlässigkeit oder das Reflexionsvermögen von Licht in einem bestimmten Wellenlängenbereich und werden als Spektralfilter oder Antireflexbeschichtungen verwendet.

Auch hochreflektierende Spiegelbeschichtungen können mittels CVD erzeugt werden, um das Reflexionsvermögen von Laserstrahlen und Optiken zu verbessern. Bei Linsen werden Schutzschichten auf der Oberfläche gebildet, um die Verschleißfestigkeit und Haltbarkeit zu verbessern.

3. Schutzschichten

Schutzschichten können auf Metalloberflächen aufgebracht werden, um die Korrosions- und Verschleißfestigkeit zu verbessern. Sie werden für die Oberflächenbehandlung von Metallteilen und Werkzeugen verwendet. Sie können auch für keramische Schneidwerkzeuge und Sensoren verwendet werden, um Schutzschichten auf der Oberfläche von Materialien zu bilden.

Funktionsweise der CVD-Anlage

Bei der CVD-Anlage handelt es sich um ein Verfahren, das chemische Reaktionen nutzt, um Chemikalien in der Gasphase auf festen Oberflächen abzuscheiden. Zunächst werden der Anlage Reaktionsgase oder Dämpfe zugeführt. Diese Gase sind meist Substanzen, die die für die Abscheidung und Beschichtung erforderlichen Elemente und Chemikalien enthalten. Zu den üblichen Reaktionsgasen gehören metallorganische Verbindungen, Sauerstoff und Stickstoff.

Das Substrat wird häufig erhitzt, um eine chemische Reaktion zwischen den Reaktionsgasen und dem Substrat zu fördern. Auf dem erhitzten Substrat gehen die Reaktionsgase eine chemische Reaktion ein. Dadurch können Elemente und Chemikalien aus dem Reaktionsgas auf der Substratoberfläche abgeschieden werden, so dass dünne Schichten entstehen.

Die Steuerung des Abscheidungsprozesses ist bei CVD-Anlagen wichtig. Die gewünschten Eigenschaften der Dünnschicht können durch die Einstellung von Parametern wie Abscheidungsrate und Heiztemperatur erreicht werden.

Arten von CVD-Anlagen

Es gibt verschiedene Arten von CVD-Anlagen, darunter thermische, Plasma- und optische CVD-Anlagen:

1. Thermische CVD-Anlagen

Bei thermischen CVD-Anlagen werden die Rohgase in ein Gefäß geleitet und durch Erhitzen des Substrats oder des Gefäßinneren auf eine hohe Temperatur auf dem Substrat chemisch umgesetzt. Es gibt Verfahren, bei denen nur das Substrat oder das Innere des Behälters auf eine hohe Temperatur erhitzt wird.

2. Plasma-CVD-Anlagen

Bei Plasma-CVD-Anlagen werden die als Ausgangsstoffe verwendeten Gase im Plasmazustand auf das Substrat geschichtet. Da die Schichten bei niedrigeren Substrattemperaturen als bei thermischen CVD-Anlagen gebildet werden können, ist dies bei der Herstellung von Halbleitern von Vorteil, wenn hochpräzise Abmessungen erforderlich sind.

3. Optische CVD-Anlagen

Optische CVD-Anlagen lösen chemische Reaktionen aus, indem Licht durch Entladungsröhren oder Laser auf die als Ausgangsstoffe verwendeten Gase eingestrahlt wird. Licht wird je nach Art des Lichts auf unterschiedliche Weise genutzt, z. B. zur Beschleunigung chemischer Reaktionen oder zum Aufbrechen von Bindungen zwischen Molekülen. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass es im Vergleich zu anderen CVD-Anlagen Filme bei sehr niedrigen Temperaturen herstellen kann.

Was ist eine NC-Drehmaschine?

NC-Drehmaschinen sind computergesteuerte Maschinen, die Materialien wie Metalle und Kunststoffe schneiden und bearbeiten.

Eine Drehmaschine ist eine Maschine, die eine Welle oder ein anderes zu bearbeitendes Objekt mit hoher Geschwindigkeit dreht und eine Klinge, den sogenannten Biss, einsetzt. NC-Drehmaschinen werden vor allem für die Bearbeitung von Teilen usw. eingesetzt. Da NC-Drehmaschinen computergesteuert arbeiten, sind sie in der Lage, Bearbeitungen mit extrem hoher Präzision durchzuführen.

Die Bearbeitungsposition und das Zerspanungsvolumen werden durch das Programm genau gesteuert, wodurch menschliche Fehler minimiert werden. Auch die Feinabstimmung der Bearbeitungsbedingungen und die Gewährleistung der Wiederholgenauigkeit sind einfach. Dies trägt zu einer erhöhten Produktivität bei. Bearbeitungsprogramme können im Voraus erstellt werden, wodurch sich die Zeit für das Einrichten und Einstellen der Arbeit verringert.

Außerdem können mehrere Werkstücke auf einmal bearbeitet werden, was sie für die Massenproduktion geeignet macht. Die Bedienung einer NC-Drehmaschine erfordert jedoch Kenntnisse in der Metallbearbeitung sowie Kenntnisse in der Programmierung der Computersteuerung.

Anwendungen von NC-Drehmaschinen

NC-Drehmaschinen werden hauptsächlich in metallverarbeitenden Betrieben eingesetzt. Im Folgenden werden Beispiele für den Einsatz von NC-Drehmaschinen genannt:

1. Automobilbau

NC-Drehmaschinen werden für die Bearbeitung von Präzisionsteilen wie Zylinderköpfen und Kurbelwellen eingesetzt. Diese Teile erfordern ein hohes Maß an Präzision und Haltbarkeit, können aber dank der automatisierten Bearbeitung auf NC-Drehmaschinen in gleichbleibender Qualität hergestellt werden.

Auch Radteile wie Räder und Felgen für Autos werden mit NC-Drehmaschinen bearbeitet. Es gibt strenge Normen für die Form und die Abmessungen von Rädern und NC-Drehmaschinen sind in der Lage, diese Anforderungen mit hoher Präzision zu erfüllen.

2. Medizinische Geräte

Künstliche Gelenke sind ein wichtiges medizinisches Gerät, das in der Gelenkersatzchirurgie verwendet wird; NC-Drehmaschinen werden zur Bearbeitung von künstlichen Gelenken eingesetzt und gewährleisten die Genauigkeit der Form und der Abmessungen des Gelenks. Sie stellen auch eine Reihe von chirurgischen Werkzeugen her, die bei chirurgischen Eingriffen verwendet werden.

Sie werden auch für die Bearbeitung verschiedener zahnmedizinischer Komponenten wie Zahnimplantate und Implantate für die Reparatur von Knochenbrüchen verwendet. Diese Geräte erfordern eine präzise Passform im Körper und profitieren daher von NC-Drehmaschinen, die in der Lage sind, mit hoher Genauigkeit zu arbeiten.

3. Allgemeine Fertigung

Elektronische Bauteile sind klein, haben komplexe Geometrien und erfordern ein hohes Maß an Präzision; NC-Drehmaschinen ermöglichen die Bearbeitung von Bauteilen wie Steckern und Knöpfen. Sie können auch zur Herstellung von kleinen Bauteilen für elektronische Leiterplatten verwendet werden.

Sie sind auch für die Bearbeitung von Metall- und Kunststoffteilen in der allgemeinen Maschinenbauindustrie weit verbreitet. Sie werden häufig für die Herstellung von Metall- und Nichtmetallteilen wie Zahnrädern und Griffen verwendet.

Funktionsweise der NC-Drehmaschinen

NC-Drehmaschinen bestehen aus einem Drehteil, einem computergesteuerten Teil und einem Bedienteil. Im Drehteil ist auf der einen Seite der Spindel ein Motor und auf der anderen Seite ein Spannfutter zur Fixierung des Werkstücks angebracht. Rundherum befindet sich oft ein Revolver, auf dem mehrere Schraubstöcke montiert sind.

Um jedes Bauteil herum sind Sensoren angebracht, die Position und Geschwindigkeit messen. Während des Betriebs wird die Spindel vom Motor mit hoher Geschwindigkeit gedreht und das am Spannfutter befestigte Werkstück dreht sich mit. Das Spannfutter kann das rotierende Werkstück schneiden, indem der Schraubstock nahe an das rotierende Werkstück herangeführt wird. Während des Schneidens sind der Schraubstock und das Werkstück heiß, so dass die Reibung durch Öl oder andere Mittel verringert wird, um ein Verkleben zu verhindern.

Zum Bewegen des Schraubstocks oder der Spindel wird in der Regel eine Hydraulikspritze oder ähnliches verwendet. Ein angebauter Sensor liefert der Steuereinheit Informationen über empfindliche Positionen, die ein hochpräzises Drehen durch Anpassung der Drehzahl und anderer Parameter ermöglichen. Der manuelle Eingriff in die Steuerung erfolgt am Stellantrieb.

Arten von NC-Drehmaschinen

Es gibt die folgenden Typen von NC-Drehmaschinen:

1. 2-Achsen-NC-Drehmaschinen

Dies sind NC-Drehmaschinen mit zwei Haupt- oder Gegenschneideachsen. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass die Zerspanungsoperationen an mehreren Teilen gleichzeitig durchgeführt werden können. Sie ermöglicht eine effiziente Bearbeitung und verkürzte Bearbeitungszeiten. NC-Drehmaschinen mit mehr als zwei Achsen sind ebenfalls erhältlich.

2. Kompakte NC-Drehmaschinen

Diese NC-Drehmaschinen sind kompakt und einfach zu handhaben. Sie sind im Allgemeinen für die Bearbeitung kleiner Werkstücke und kleiner Teile geeignet. Sie sind ideal für Arbeiten, bei denen das Layout der Fabrik eingeschränkt ist oder bei denen nur wenig Platz vorhanden ist.

Es sind auch NC-Drehmaschinen in Tischausführung erhältlich. Dieses sind kleine Drehmaschinen, die mit einer Steuereinheit ausgestattet sind, um Dreharbeiten unter automatischer Kontrolle durchzuführen. Sie werden auch zu Lernzwecken, für die Prototypenfertigung von Kleinteilen und für die Kleinserienfertigung eingesetzt.

Was ist ein PTFE-Produkt?

PTFE (Polytetrafluorethylen) ist ein Harz mit einer Struktur, bei der die Wasserstoffatome des Polyethylens durch Fluoratome ersetzt sind. Die Bindung zwischen Kohlenstoff und Fluor ist sehr stark und macht es sehr widerstandsfähig gegen Hitze und Chemikalien. Diese Eigenschaft wird in Schläuchen und Dichtungen genutzt, die in rauen Umgebungen, z. B. bei hohen Temperaturen und Kontakt mit Chemikalien, eingesetzt werden.

Es verfügt auch über eine ausgezeichnete Antihaft- und Abriebfestigkeit und wird daher zur Beschichtung von Bratpfannen und anderen Kochutensilien verwendet. Andererseits ist es aufgrund seiner extrem hohen Viskosität beim Schmelzen und seiner geringen thermischen Fließfähigkeit weniger gut verarbeitbar als andere Fluorpolymere.

Anwendungen von PTFE-Produkten

PTFE-Produkte sind Harze mit verschiedenen Eigenschaften wie Abriebfestigkeit, Haftfestigkeit, chemische Beständigkeit und Hitzebeständigkeit. Eine bekannte Anwendung ist die Beschichtung von Bratpfannen und anderen Kochutensilien. Im Allgemeinen sind die so genannten fluorbeschichteten PTFE-Produkte mit einer Beschichtung auf der Oberfläche versehen.

Weitere industrielle Anwendungen sind Schläuche, Dichtungen, Rohre und Isoliermaterialien, die in rauen Umgebungen eingesetzt werden, z. B. in Hochtemperaturumgebungen oder Umgebungen, in denen stark ätzende Chemikalien verwendet werden. Andererseits erschwert die extrem hohe Schmelzviskosität von PTFE-Produkten das Recken und Spritzgießen und die Formmethoden sind begrenzt, so dass PTFE weniger gut zu verarbeiten ist als andere Fluorpolymere.

Struktur und Methoden der Herstellung von PTFE-Produkten

Die chemische Struktur von PTFE-Produkten entspricht der von Polyethylen, wobei der gesamte Wasserstoff durch Fluor ersetzt wurde. Die Bindung zwischen Kohlenstoff und Fluor ist sehr stark und bricht nicht leicht zusammen. Diese Eigenschaft macht PTFE-Produkte hitze- und chemikalienbeständig.

Andererseits lässt sich PTFE nicht so leicht formen und verarbeiten wie andere Fluorpolymere: Gängige Fluorpolymere wie PFA schmelzen und werden bei Erwärmung flüssig. Sie können daher mit Methoden wie dem Spritzgussverfahren geformt werden. PTFE-Produkte hingegen bleiben oberhalb ihres Schmelzpunktes hochviskos und sind nicht fließfähig. Sie werden daher durch Formpressen des Pulvers und Sintern bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes hergestellt.

Unterschiede zwischen PTFE-Produkten und Teflon

Teflon ist ein Fluorpolymer, das oft mit PTFE-Produkten verwechselt wird. Teflon ist eine eingetragene Marke des amerikanischen Chemieunternehmens DuPont. DuPont hat PTFE unter dem Namen Teflon vermarktet, weshalb PTFE und Teflon oft als dasselbe angesehen werden.

Teflon ist jedoch heute ein allgemeiner Handelsname für eine Vielzahl von Fluorpolymeren und bezieht sich nicht nur auf PTFE-Produkte. So werden beispielsweise auch FEP, PFA und andere Fluorpolymere und modifizierte Fluorpolymere unter dem Namen Teflon vermarktet. Diese Fluorpolymere unterscheiden sich je nach ihrer Struktur in Bezug auf Haftung, Isolierung und chemische Beständigkeit, so dass das für die jeweilige Anwendung am besten geeignete Fluorpolymer ausgewählt werden muss.

Hitzebeständigkeit von PTFE-Produkten und Sicherheit von Zersetzungsprodukten

Für PTFE-Produkte selbst sind keine gesundheitlichen Auswirkungen im Zusammenhang mit der oralen Aufnahme bekannt und es wird davon ausgegangen, dass das Verschlucken von Schuppen der Beschichtung, die sich von Kochgeschirr gelöst haben, keine Auswirkungen hat. PTFE-Produkte können sich jedoch thermisch zersetzen und schädliche Verbindungen bilden, wenn sie auf über 350 °C erhitzt werden. So wurden Fälle von Personen berichtet, die mit einer brennenden Pfanne einschliefen und vier bis sieben Stunden später Atemprobleme bekamen. Es gab auch Fälle von Forschern, die PTFE-Produkte in Laborgeräten versehentlich überhitzten, so dass die Schläuche brannten und sie nach dem Einatmen des entstehenden Rauches Halsschmerzen bekamen.

Obwohl PTFE bei normaler Verwendung keine Auswirkungen auf den menschlichen Körper hat, können bei direkter Einwirkung von Feuer über einen längeren Zeitraum oder bei anhaltender Überhitzung schädliche Zersetzungsprodukte entstehen, so dass in der Umgebung, in der es verwendet wird, Vorsicht geboten ist.

Was ist ein Lichtbogenschweißgerät?

Ein Lichtbogenschweißgerät ist ein Schweißgerät, das identische Metalle mittels Lichtbogenentladung miteinander verbindet.

Lichtbogenentladung bezieht sich auf das Phänomen, dass elektrischer Strom durch nichtleitende Luft fließt, wenn ein hoher Strom zwischen nicht verbundenen Leitern angelegt wird. Der Stromfluss erzeugt einen angeregten Zustand, der Temperaturen zwischen 5000 und 20 000 °C erreichen kann. Eisen schmilzt bei etwa 1500 °C, so dass sich ausreichende Temperaturen erzeugen lassen, um Eisen mit Eisen zu verbinden.

Es gibt verschiedene Arten von Lichtbogenschweißgeräten, aber grundsätzlich wird eine Elektrode oder ein Schweißdraht verwendet, um das Grundmetall zu verbinden. Oxidation und Nitrierung werden bei diesem Verfahren durch Schutzgas verhindert.

Anwendungen von Lichtbogenschweißgeräten

Lichtbogenschweißgeräte werden üblicherweise für alle Arten von Metallkonstruktionen verwendet, darunter Autos, Schienenfahrzeuge, Schiffe, Flugzeuge, Gebäude, Bau- und Industriemaschinen. Das Grundmetall ist häufig Stahl, aber sie können auch zum Verbinden von Nichteisenmetallen wie Aluminium und Titan verwendet werden.

Das Schweißen erfolgt in einer Atmosphäre mit hohem Stickstoff- und Sauerstoffgehalt, so dass Nitrierungen und Oxidationen zu Schweißfehlern führen können. Um dieses Phänomen zu vermeiden, wird beim Lichtbogenschweißen ein Inertgas verwendet, das Stickstoff und Sauerstoff blockiert. Dieses wird als Schutzgas bezeichnet und besteht aus Argon und Kohlendioxid.

Funktionsweise der Lichtbogenschweißgeräte

Lichtbogenschweißgeräte werden grob in Lichtbogenschweißgeräte mit abschmelzender Elektrode und Lichtbogenschweißgeräte ohne abschmelzender Elektrode unterteilt, je nachdem, ob die Elektrode für die Entladung geschmolzen ist oder nicht. Zu den abschmelzenden Elektroden gehören das Schutzgasschweißen und das MIG/MAG-Schweißen, während zu den nicht abschmelzenden Elektroden das WIG-Schweißen und das Plasmaschweißen gehören.

1. Schutzgasschweißverfahren

Bei diesem Schweißverfahren wird ein Schweißdraht mit einer Metallseele verwendet, die mit einem Umhüllungsmaterial ummantelt ist, das hauptsächlich aus Kalziumkarbonat und Zellulose besteht, um eine Lichtbogenentladung zu erzeugen. Je nach Stromquelle gibt es Wechsel- und Gleichstromtypen. Der Umhüllungswerkstoff zersetzt sich durch die Hitze und erzeugt Schutzgas. Dieses Gas schützt vor Sauerstoff und Stickstoff in der Atmosphäre und verhindert fehlerhaftes Schweißen.

2. MIG- und MAG-Schweißverfahren

MIG/MAG steht für „Metal Inert Gas/Metal Active Gas“ und ist ein Schweißverfahren, bei dem inertes Kohlendioxid oder Argongas als Schutzgas verwendet wird, um Oxidation und Nitrierung zu verhindern.

Der Schweißdraht wird automatisch zugeführt, was zu einer hervorragenden Effizienz führt. Es hat jedoch den Nachteil, dass es schwierig ist, Nichteisenmetalle wie Aluminium zu schweißen und kann daher nur zum Schweißen von Eisenmetallen verwendet werden.

3. WIG-Schweißverfahren

WIG steht für „Wolfram Inert Gas“ und verwendet Wolfram als Elektrode für die Entladung. Als Schutzgas wird Argon oder Heliumgas verwendet. Die Schweißdrähte müssen separat vorbereitet werden.

4. Plasmaschweißverfahren

Bei diesem Verfahren wird Wolfram als Entladungselektrode verwendet und ein Plasmalichtbogen als Wärmequelle für das Schweißen genutzt. Plasma hat den Vorteil einer extrem hohen Energiedichte und einer geringen Verformung des Grundmaterials. Andererseits sind die Schweißgeräte und die Betriebskosten teuer.

Aufbau von Lichtbogenschweißgeräten

Lichtbogenschweißgeräte erzeugen eine Lichtbogenentladung, indem sie Wärmeelektronen aus der Elektrode ausstoßen. Die dabei erzeugte Wärmeenergie wird zum Schmelzen des Grundmaterials genutzt, um die Verbindung herzustellen. Die gängigen Lichtbogenschweißgeräte lassen sich in zwei Arten von Schweißstromquellen einteilen: Wechselstrom und Gleichstrom.

1. Wechselstrom-Lichtbogenschweißgeräte 

Lichtbogenschweißgeräte mit Wechselstrom verwenden verschiedene Arten von Streutransformatoren. Der Typ mit beweglichem Kern weist hervorragende Eigenschaften auf. Die Primär- und die Sekundärspule stehen sich gegenüber und der bewegliche Eisenkern wird bewegt, um die Reaktanz gegen Streuverluste zu ändern und den Sekundärstrom einzustellen.

2. Gleichstrom-Lichtbogenschweißgeräte

Gleichstrom-Lichtbogenschweißgeräte verfügen über interne Mechanismen zur Invertersteuerung. Daher ist ihr interner Aufbau kompliziert und sie haben den Nachteil eines hohen Preises und einer schlechten Wartbarkeit. Sie haben jedoch einen großen Spannungseinstellbereich und können mit einer stabilen Leistung schweißen.

Diese Schweißmaschinen sind mit einem automatischen Schweißbrenner und einer Schweißdrahtzuführung sowie einer Vorrichtung zum Füllen und Einspritzen des Schutzgases ausgestattet.

Weitere Informationen über Lichtbogenschweißgeräte

Bei der Verwendung von Lichtbogenschweißgeräten zu beachten

Bei der Verwendung von gängigen Lichtbogenschweißgeräten sollten folgende Punkte beachtet werden:

1. Kleidung
Im Rahmen der Vorbereitung auf das Schweißen sollte die Kleidung überprüft werden. Zu den üblichen Kleidungsstücken gehören eine Arbeitsmütze oder Haube, eine Schutzbrille, Armschützer, Lederhandschuhe, ein Lichtschutzgesicht zum Schweißen, ein Stirnschutz, Fußschutz und eine Staubmaske.

2. Vorbereitung der Bauteile
Bereiten Sie die zum Schweißen zu verwendenden Teile vor. Zum Schweißen werden das Schweißgerät selbst, Kabelbäume, Masseklemmen, Schweißdrahtklemmen, Schweißdrahtkabelverlängerungen, Stromversorgungsgeräte und Schweißdrahttrockner benötigt.

Die Stromversorgungsgeräte und sonstigen Ausrüstungen werden je nach Anschlussart des Schweißgeräts und der Stromquelle, an die es angeschlossen wird, vorbereitet. Nach der Vorbereitung der Bauteile werden die zum Schweißen verwendeten Werkzeuge vorbereitet.

Zu den häufig verwendeten Werkzeugen gehören Kellen-, Meißelhämmer, Drahtbürsten, feste Markierungen, Schweißlehren, Scheibenschleifer und Feuerlöscher.

Was ist ein AINiCo-Magnet?

AINiCo-Magnete werden aus Aluminium, Nickel und Kobalt hergestellt.

Manchmal werden Kupfer und andere Elemente als Zusatzstoffe hinzugefügt und als starke Dauermagnete verwendet. Sie sind wegen der unsicheren Rohstoffversorgung nicht so verbreitet wie Ferritmagnete und haben den Nachteil, dass sie leicht entmagnetisiert werden können.

Aufgrund ihrer hohen Curie-Temperatur sind sie resistent gegen hohe Temperaturen und Rissbildung und haben eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit. AINiCo-Magnete werden durch Gießen und Sintern hergestellt.

Anwendungen von AINiCo-Magneten

AINiCo-Magnete haben eine hohe Curie-Temperatur von 850 °C (Curie-Punkt), d. h. ihre magnetischen Eigenschaften ändern sich bei hohen Temperaturen nur wenig, weshalb sie sich für den Einsatz bei hohen Temperaturen eignen. Sie werden auch in verschiedenen Messgeräten, Instrumenten, Wattstundenzählern und Sicherheitsausrüstungen verwendet, da sie hervorragende mechanische Eigenschaften haben, wie z. B. eine hohe Rissfestigkeit.

• Magnete für Messgeräte
  Amperemeter, Voltmeter, Wattzähler, Geschwindigkeitsmesser usw.
• Magnete für Audiogeräte
  Pegelmesser, Spitzenwertmesser, Kopfhörer, Lautsprecher, magnetische Tonabnehmer für E-Gitarren usw.
• Magnete für rotierende Geräte
  Kernlose Motoren, Schrittmotoren, Servomotoren, usw.
• Kommunikation, Messung und Steuerung
  Reed-Schalter, Sensoren, Relais, usw.
• Angewandte Geräte
  Magnete, usw.

Weitere Anwendungen sind die Verwendung eines 5 cm langen stabförmigen AINiCo-Magneten, der von Rindern verschluckt wird, um ein Bündel von Drähten und anderen Eisenspänen im dritten Magen zu adsorbieren, um eine Wundperikarditis zu verhindern.

Funktionsweise von AINiCo-Magneten

AINiCo-Magnete gibt es in drei Formen:

• Stabform
  Rundstabform mit einem kleinen Außendurchmesser von 3 mmφ, angegeben durch Außendurchmesser x Länge
• Ringförmig
  Angegeben durch Außendurchmesser x Innendurchmesser x Höhe
• Quadratischer Typ
  Angegeben durch Breite x Höhe x Länge

AINiCo-Magnete zeichnen sich durch eine Magnetkraft aus, die genauso stark ist wie die von Seltenerdmagneten wie Neodym-Magneten. Sie haben außerdem eine hohe Curie-Temperatur, was bedeutet, dass sie bei hohen Temperaturen eingesetzt werden können, ohne dass sich ihr Magnetismus durch die Temperatur verändert. Außerdem können sie je nach Verwendungszweck in verschiedenen Größen hergestellt werden.

Zu den Nachteilen gehören jedoch die schwankenden Kosten aufgrund der instabilen Preise für die Hauptrohstoffe Kobalt und Nickel sowie die Anfälligkeit für Entmagnetisierung. Da die Koerzitivfeldstärke nicht sehr hoch ist, kann sie durch externe Magnetfelder oder mechanische Stöße entmagnetisiert werden.

Darüber hinaus tritt die Selbstentmagnetisierung häufig bei dünnen Plattenformen mit großen antimagnetischen Feldern auf. Um die Koerzitivkraft zu kompensieren, muss die Länge in Magnetisierungsrichtung vergrößert werden.

Weitere Informationen zu AINiCo-Magneten

1. Erfindung des AINiCo-Magneten

Im Jahr 1931 erfand Tokushichi Mishima den MK-Stahl, der hauptsächlich aus Eisen-, Nickel- und Aluminiumlegierungen besteht. Dieser MK-Stahl war der Beginn eines größeren Trends zur Verwendung von Legierungen in magnetischen Materialien.

Später versuchte Tokushichi Mishima, die magnetischen Eigenschaften des MK-Stahls durch Zugabe von Kobalt und Kupfer zu verbessern, was die Grundlage des AINiCo-Magneten bildete. 1934 fügten Kotaro Honda, Kazumasa Masumoto, Yuki Shirakawa und andere dem MK-Stahl Titan hinzu und entwickelten den NKS-Stahl mit hoher Haftkraft.

1938 stellte GE in den USA den AINiCo-Magneten vor, der durch Zugabe von Kupfer zum NKS-Stahl hergestellt wurde und weite Verbreitung fand. Die Zusammensetzung der AINiCo-Magnete betrug zu dieser Zeit 8 Gew.-% Aluminium, 14 Gew.-% Nickel, 24 Gew.-% Kobalt, 3 Gew.-% Kupfer und der Rest Eisen.

2. Zersetzung von AINiCo-Magneten

AINiCo-Magnete werden durch Alterung, Temperatur und äußere Magnetfelder beeinträchtigt, was zu einer Verschlechterung ihrer Magnetkraft führt. Der Nachteil von AINiCo-Magneten besteht darin, dass sie eine geringere Koerzitivfeldstärke haben als andere Dauermagnete wie Neodym- und Samarium-Kobalt-Magnete, sodass ihre Magnetkraft nach der Herstellung im Laufe der Zeit nachlässt.

Wenn AINiCo-Magnete über einen längeren Zeitraum verwendet werden sollen, muss regelmäßig überprüft werden, ob die Magnetkraft nachgelassen hat. AINiCo-Magnete haben auch eine hohe Curie-Temperatur und sind hitzebeständig, aber ihre Magnetkraft nimmt bei hohen Temperaturen ab. Wenn die Temperatur zu hoch ist, kann es sein, dass sich die Magnetkraft beim Abkühlen nicht mehr erholt; daher müssen sie bei der richtigen Temperatur verwendet werden.

AINiCo-Magnete haben eine geringe Koerzitivkraft und werden daher stark von äußeren Magnetfeldern beeinflusst. Daher können sie in einem starken Magnetfeld ihre Magnetkraft nicht aufrechterhalten, was zu einer Verringerung der Magnetkraft führt. Ein weiterer Nachteil ist, dass partielle Beschädigungen, wie Rost oder Verformung, es unmöglich machen, die Magnetkraft des gesamten Magneten aufrechtzuerhalten.

Was ist ein Ölbecher?

Ölbecher sind eine Art von Schmiervorrichtungen, die zur Zufuhr von Öl (Schmiermittel) zu den Teilen von Maschinen und Anlagen dienen, die geschmiert werden müssen.

Ölbecher sind maschinenmontierte Öleinfüllstutzen, bei denen das Öl direkt von Hand aus einem Öltopf (Ölkanne) zugeführt wird. Der Ölbecher kann auch an der Maschine oder Anlage angebracht werden, um die Schmierung einer festen Ölmenge zu erleichtern.

Ölbecher sind aufgrund ihres einfachen Aufbaus, ihrer hohen Zuverlässigkeit und ihrer geringen Wartungs- und Arbeitskosten für Maschinen und Anlagen universell einsetzbare Schmiergeräte.

Anwendungen von Ölbechern

Ölbecher werden eingesetzt, wenn Öl zur Schmierung, Reibungsminderung oder Kühlung von Maschinen oder Anlagen verwendet wird. Nachfolgend einige Beispiele für die Verwendung von Ölbechern:

1. Schmierung und Kühlung

Ölbecher werden eingesetzt, um Reibungs- und Betriebsteile von Maschinen und Anlagen mit der erforderlichen Ölmenge zu versorgen. Sie versorgen auch wärmeerzeugende Teile und Mechanismen mit Öl, um diese zu absorbieren und zu kühlen. 

2. Ölversorgung von Getrieben

Ölbecher werden zur Ölversorgung von Bauteilen und Mechanismen wie z. B. Getrieben verwendet, um den korrekten Betrieb der Getriebe zu gewährleisten und die Reibung zu verringern. Durch Schmieren der Sauggreifer mit der erforderlichen Ölmenge kann der korrekte Ölstand aufrechterhalten werden.

3. Schmierung von Lagern

Ölbecher werden in den Lagerbereichen von Maschinen und Anlagen eingesetzt, um die erforderliche Ölmenge bereitzustellen und die Reibung und den Verschleiß in den Lagern zu verringern. Durch die Schmierung der Schale mit der erforderlichen Ölmenge kann der korrekte Ölstand aufrechterhalten werden.

Funktionsweise des Ölbechers

Das Prinzip und die Funktion des Ölbechers sind wie folgt:

1. Kapillarwirkung

Einige Ölbecher haben einen leichten Kern (fadenförmiger Docht), der aus dem Becher in die Maschine oder das Gerät hineinragt. Der leichte Kern saugt durch Kapillarwirkung Öl an, wodurch eine kleine Menge Öl in die Maschine tropft.

Der Zweck dieses Phänomens besteht darin, ein übermäßiges Ölen und Ölverluste zu vermeiden, indem die Menge des tropfenden Öls durch Änderung der Dicke, der Anzahl und des Materials der Lampenkerne angepasst wird. Beachten Sie, dass die Ölfüllgeschwindigkeit je nach Temperatur und Viskosität des Öls variiert.

2. Ölreservoir

Der Ölbecher dient als Reservoir (Behälter), der eine bestimmte Menge Öl fasst. Das Öl im Becher zeigt den Ölstand in der Maschine oder Anlage an und ermöglicht eine visuelle Überwachung des Ölstandes. Das Öl wird aus dem Becher bei Ölverlust in der Maschine nachgefüllt.

Arten von Ölbechern

1. Klassifizierung nach der Art der Versorgung (Lampenkerntyp)

Beim Lampenkerntyp handelt es sich um einen Ölbecher, der die oben beschriebene Kapillarwirkung nutzt, wobei das zugeführte Öl in den Lampenkern gesaugt und in kleinen Tropfen durch ein Rohr in die Maschine getropft wird, um ständig nachgeliefert zu werden.

2. Einteilung nach Form und Bauart

Die Ölbecher sind je nach Form und Bauart in folgenden Ausführungen erhältlich:

Gerader und gebogener Typ

Es gibt zwei Arten von Ölbechern: den geraden Typ, bei dem der Becher und die Zuleitung gerade sind, und den gebogenen Typ, bei dem der Becher in einem 90°-Winkel gebogen ist. Auf der Oberseite des Bechers befindet sich ein Deckel zum Öffnen und Schließen, der immer von einer Feder geschlossen wird, um das Eindringen von Staub usw. in den Becher zu verhindern.

Eingeschraubter und eingeschlagener Typ

Es gibt zwei Arten des Einbaus von Maschinen und Geräten: den eingeschraubten Typ (parallele Rohrgewinde, kegelige Rohrgewinde und metrische Gewinde), der in ein Innengewinde auf der Gegenseite geschraubt wird und den eingeschlagenen Typ, der in ein Loch auf der Gegenseite eingelassen wird.

Kugelgelagerter Typ

Eine Kugel und eine Feder befinden sich im Inneren des Bechers und die Kugel wird mit der Spitze eines Bechers o.ä. eingedrückt, um Öl durch den Spalt zu fördern. Die Kugel wird durch die Feder gegen den Becherdeckel gedrückt, um zu verhindern, dass Staub und andere Partikel in den Becher gelangen.

Weitere Informationen zu Ölbechern

Einbaulage des Ölbechers

Wird der Ölbecher für die Direktschmierung anstelle der Lampenkopfmethode verwendet, muss die Einbaulage sorgfältig gewählt werden. Die Einbauposition muss so gewählt werden, dass der Ölstand im Ölbecher dem Ölstand in der Maschine oder Anlage entspricht.

Wird das Öl leicht zentriert abgetropft und geschmiert, sollte der Ölbecher unabhängig vom erforderlichen Ölstand in der Maschine oder Anlage in einer hohen Position montiert werden.

Was ist ein Ozongenerator?

Ein Ozongenerator ist ein Gerät, das gasförmiges Ozon zur Desodorierung, Sterilisierung und Infektionskontrolle erzeugt. Er wird auch Ozonisator genannt.

Ozon ist ein allotropes Gas aus Sauerstoff, das aus drei Sauerstoffatomen besteht. Es ist ein sehr instabiles Molekül und zerfällt bei Raumtemperatur allmählich zu Sauerstoff. Es ist 1,54-mal schwerer als Luft und dreimal schwerer als Sauerstoff, was das spezifische Gewicht betrifft und seine Löslichkeit in Wasser ist etwa 10-mal größer als die von Sauerstoff.

Ozon hat eine Vielzahl von Wirkungen, darunter Sterilisation, Desodorierung, Entfärbung und Oxidation. Seine Oxidationskraft ist in der Natur die zweitstärkste nach der von Fluor und soll in der Luft 1,65-mal stärker sein als die von Chlor und in Wasser siebenmal stärker.

Ozon ist ein giftiges Gas mit einem charakteristischen Geruch und hat je nach Konzentration nachweislich schädliche Auswirkungen auf den menschlichen Körper. 

Anwendungen von Ozongeneratoren

Da Ozon ein stark oxidierendes Gas ist, werden Ozongeneratoren zur Entfernung von Schimmel, Bakterien, Viren und organischen Stoffen eingesetzt. Es hat eine hohe Wasserlöslichkeit und wird wegen seiner bakterientötenden und desodorierenden Wirkung in gelöster Form bei der Wasseraufbereitung eingesetzt.

Ozon hat den Vorteil, dass es sich nicht hartnäckig hält, da es sich in Sauerstoffmoleküle auflöst und kann an jedem Ort eingesetzt werden, da sein Ausgangsstoff Luft oder Sauerstoff ist. Ozongeneratoren bewähren sich daher in verschiedenen industriellen Bereichen wie der Wasser- und Abwasseraufbereitung, der Sterilisation und Desodorierung in medizinischen und Wohnbereichen sowie bei der Lebensmittelherstellung und der Behandlung und Lagerung von Lebensmittelrohstoffen.

Funktionsweise der Ozongeneratoren

Ozongeneratoren erzeugen Ozon durch Entladungs-, Ultraviolett- oder Elektrolyseverfahren. Das in der Industrie am häufigsten eingesetzte Verfahren ist die stille Entladung, eine Art Entladungsmethode.

1. Entladungsmethode

Entladungs-Ozongeneratoren sind mit einem sauerstoffhaltigen Gas gefüllt, das entladen wird und der Sauerstoff wird durch die erzeugten Elektronen in Ozon umgewandelt. Die Elektronen stoßen mit den Sauerstoffmolekülen zusammen und spalten sie in Sauerstoffatome auf, die sich dann miteinander verbinden und Ozon erzeugen.

Zu den Entladungs-Ozongeneratoren gehören die stille Entladung, die Koronaentladung und die Kriechentladung. Es gibt sie in allen Größen und sie werden in einer Vielzahl von Situationen eingesetzt.

Der Typ mit stiller Entladung hat die höchste Energieeffizienz unter den vorhandenen Ozongeneratoren und die meisten großen Ozongeneratoren sind von diesem Typ. Die Koronaentladung hat eine geringere Effizienz bei der Ozonerzeugung und wird im Allgemeinen für kleine Ozongeneratoren verwendet.

2. Elektrolytische Zersetzung

Bei der Elektrolyse wird Ozon durch Elektrolyse von Wasser mit einer Polymerelektrolytmembran zwischen den Elektroden erzeugt. Als Anodenelektrode wird Bleidioxid (Beta-Typ) verwendet, um Sauerstoff und hohe Ozonkonzentrationen zu erzeugen.

Mit dieser Methode wird hochkonzentriertes Ozon erzeugt, z. B. 15-20 Gew.-%. Allerdings ist der Wirkungsgrad der Ozonerzeugung bei der Entladungsmethode besser, so dass sie sich nicht für eine großtechnische Produktion eignet.

3. Ultraviolett-Methode

Bei der Ultraviolettmethode wird Ozongeneratoren durch Bestrahlung sauerstoffhaltiger Gase mit ultraviolettem Licht erzeugt. Wenn Sauerstoffmoleküle mit ozonerzeugenden Strahlen bestrahlt werden, die eine kurze Wellenlänge unter den ultravioletten Strahlen haben, dissoziieren die Sauerstoffmoleküle, um Sauerstoffatome zu erzeugen, die sich dann mit anderen Sauerstoffmolekülen verbinden und Ozon erzeugen.

Bei der Ozonerzeugung durch die ultraviolette Methode laufen parallel dazu Ozonabbaureaktionen ab oder die bei den Abbaureaktionen entstehenden Sauerstoffatome reagieren mit Ozon und zerstören es. Daher sind die Effizienz und die Menge des erzeugten Ozons gering und werden für die Desinfektion im kleinen Maßstab verwendet.

Gefahren von Ozongeneratoren

Ozon ist ein wirksames Mittel zur Sterilisierung und Dekontaminierung und immer mehr Haushalte ziehen die Installation von Ozongeneratoren in Betracht. Andererseits kann Ozon je nach seiner Konzentration in der Luft für den menschlichen Körper gefährlich sein, so dass bei der Verwendung von Ozongeneratoren Vorsicht geboten ist.

Die wichtigste Gefahr bei Ozongeneratoren besteht darin, dass sie außerhalb des angegebenen Anwendungsbereichs eingesetzt werden und dass eine erhöhte Ozonkonzentration im Raum negative Auswirkungen auf den menschlichen Körper haben kann. Vor allem bei der Verwendung zu Hause, wo es oft an Fachkenntnissen mangelt, kann das Gerät in höchst gefährlicher Weise verwendet werden, ohne dass man sich dessen bewusst ist.

Außerdem beruht die angenommene Konzentration selbst auf der Annahme, dass sich das Ozon im ganzen Raum verteilt. Befindet sich das Gerät also beispielsweise in der Nähe einer Sprühöffnung, ist die Konzentration sehr hoch und es besteht die Gefahr, dass die Toxizität um diesen Betrag steigt.

Bei der Einführung von Ozongeneratoren zu beachten 

Ozongeneratoren werden klar in zwei Kategorien unterteilt: gewerbliche und private. Die erzeugte Ozonmenge, der Luftdurchsatz und die Umgebung, in der das Gerät eingesetzt wird, sind für den gewerblichen und den privaten Gebrauch völlig unterschiedlich. Bei der Auswahl eines Ozongenerators sollte dieser Unterschied berücksichtigt werden.

Es gibt zwei wesentliche Unterschiede zwischen gewerblicher und häuslicher Nutzung: Der erste ist die Ozonerzeugungsmenge, die bei gewerblicher Nutzung mehr als 200 mg/h beträgt, dutzend- bis hundertfach höher als die 0,3-5,0 mg/h bei häuslicher Nutzung.

Zum anderen ist es die Umgebung, in der sie verwendet werden: Während gewerbliche Ozongeneratoren in unbeaufsichtigten Umgebungen eingesetzt werden, sind Ozongeneratoren für den Hausgebrauch für den Einsatz in beaufsichtigten Umgebungen konzipiert, damit die Ozonkonzentration im Raum keine gefährlichen Werte erreicht.

Die unwissentliche Verwendung eines kommerziellen Ozongenerators im Haushalt kann zu hohen Ozonkonzentrationen führen und sehr gefährlich sein. Es ist wichtig, das richtige Modell für die jeweilige Situation auszuwählen, in der es verwendet werden soll.

Was ist ein Coriolis-Massendurchflussmesser?

Coriolis-Massendurchflussmesser sind Durchflussmesser, die sich die Coriolis-Kraft zunutze machen.

Es ist eines der wenigen Durchflussmessgeräte, die Massendurchflüsse messen können und wird häufig in pharmazeutischen und Lebensmittelproduktionsprozessen eingesetzt, wo Massendurchflüsse gemessen werden müssen.

Viele andere Durchflussmessgeräte können nur volumetrische Durchflussraten messen und um aus den volumetrischen Durchflussraten Massendurchflussraten zu erhalten, muss eine Umrechnung mit Hilfe von Druckmessern, Thermometern, Dichtemessern usw. vorgenommen werden. Coriolis-Massendurchflussmesser können jedoch selbständig Massendurchflussmessergebnisse mit hoher Genauigkeit liefern.

Anwendungen von Coriolis-Massendurchflussmessern

Coriolis-Massendurchflussmesser werden hauptsächlich zur Messung des Massendurchflusses eingesetzt. Da der Volumendurchfluss durch Druck und Temperatur beeinflusst wird, wird die Messung des Massendurchflusses in Situationen eingesetzt, in denen Fehler aufgrund dieser Effekte nicht toleriert werden können. Sie werden in einer Vielzahl von Industriezweigen eingesetzt, typische Anwendungsbeispiele sind:

1. Petrochemische Industrie

Sie werden zur Messung des Massendurchflusses von Rohstoffen und Produkten bei der Herstellung von Erdöl und Chemikalien verwendet. Dies ist z. B. der Fall, wenn sich die Temperatur der Flüssigkeit vor und nach dem Umschlag des Produkts erheblich ändert wie beim Transport von Erdölprodukten oder wenn Eigenschaften eines Produkts je nach seiner Herkunft erheblich variieren, z. B. bei verflüssigtem Erdgas (LNG) oder Flüssiggas (LPG).

2. Lebensmittelindustrie

Sie werden zur Messung des Durchflusses von flüssigen oder viskosen Materialien in der Lebensmittelproduktion eingesetzt, z. B. zur Messung der Durchflussmenge von Schokolade oder Melasse.

3. Papierindustrie

Sie werden zur Messung der Durchflussmenge von Flüssigkeiten bei der Papierherstellung, z. B. zur Einstellung der Dosierung und des Mischungsverhältnisses verschiedener chemischer Flüssigkeiten.

4. Medizinische Industrie

Sie werden zur Messung der Durchflussmenge von Chemikalien, die in der Medizin eingesetzt werden, verwendet.

5. Feuerlöschanwendungen

Sie werden zur Messung des Wasserdurchflusses in Feuerlöschschläuchen und -leitungen eingesetzt.

Abgesehen von diesen Anwendungen werden Coriolis-Durchflussmessgeräte auch in verschiedenen anderen Industriezweigen verwendet, z. B. in der Luft- und Raumfahrt, in der Automobilindustrie, im Energiesektor und in der Wasseraufbereitung.

Funktionsweise des Coriolis-Massendurchflussmessers

Coriolis-Massendurchflussmesser nutzen die Coriolis-Kraft, um Massendurchfluss, Volumenstrom, Dichte und Temperatur mit hoher Genauigkeit zu messen. Die Coriolis-Kraft ist die Scheinkraft, die auftritt, wenn sich ein Objekt in einem rotierenden Koordinatensystem bewegt.

Ein Oszillator wird in ein U-förmiges Rohr eingesetzt, durch das eine Flüssigkeit strömt. Der Oszillator erzeugt aufgrund der Trägheitskräfte, die beim Auftreffen der Flüssigkeit auf den Oszillator entstehen, seitliche Schwingungen, die mit der Drehung des Rohrs verbunden sind. Der Massendurchfluss kann durch Messung der Phasendifferenz des Drehwinkels des Rohrs ermittelt werden, den die am Einlass und am Auslass installierten Sensoren zur Schwingung machen.

Das Durchflussrohr schwingt mit seiner eigenen Schwingungsfrequenz und die Dichte der Flüssigkeit lässt sich aus der Frequenz ablesen, die mit der Dichte der inneren Flüssigkeit variiert. Im Inneren des Durchflussmessers ist ein Thermometer installiert und diese Temperaturinformation wird verwendet, um die Härte des Durchflussrohrs zu kompensieren, was sehr genaue Messungen ermöglicht.

Auf der Grundlage der gemessenen Informationen können gleichzeitig Volumendurchfluss, Konzentration, spezifisches Gewicht usw. berechnet werden. Da nur das Durchflussrohr mit der Flüssigkeit in Berührung kommt und keine beweglichen Teile vorhanden sind, können verschiedene Arten von Flüssigkeiten mit hoher Genauigkeit gemessen werden.

Weitere Informationen zu Coriolis-Massendurchflussmessern

Merkmale von Coriolis-Massendurchflussmessern

Der Coriolis-Massendurchflussmesser weist die folgenden drei Hauptmerkmale auf:

1. Großer Viskositätsbereich
Coriolis-Massendurchflussmesser haben einen Viskositätsbereich von bis zu 10 000 CP (z. B. Honig), abhängig von der Sorte. Beispiele für Durchflussmessgeräte, die für die Messung hochviskoser Flüssigkeiten geeignet sind, sind Verdrängungs-, Ultraschall- und elektromagnetische Durchflussmessgeräte. Coriolis-Massendurchflussmesser können für hochviskose, schlammige (nachteilig für Verdrängerdurchflussmesser und Ultraschalldurchflussmesser) und nicht leitfähige Flüssigkeiten (nachteilig für magnetisch-induktive Durchflussmesser) von Vorteil sein.

2. Hoher Preis
Coriolis-Massendurchflussmesser kosten mindestens mehrere tausend bis hundertausend USD. Dies ist auf den hohen technischen Aufwand zurückzuführen, der für die Bearbeitung des Rohrs im Inneren des Geräts und für die Steuerung des Sensors, der die Phasendifferenz des Verdrehungswinkels erfasst, erforderlich ist.

3. Große Druckverluste
Das Rohr im Inneren des Coriolis-Massendurchflussmessers ist dünn ausgelegt, was zu einem großen Druckverlust führt. Dies dient dazu, die Strömungsgeschwindigkeit im Rohr zu erhöhen und die Empfindlichkeit des Sensors durch Erhöhung der Coriolis-Kraft zu steigern.

Was ist ein Überspannungsschutzgerät?

Ein Überspannungsschutzgerät ist eine Schutzeinrichtung, die Geräte vor sehr hohen Spannungen und Strömen schützt, die durch Blitzeinschläge verursacht werden.

Als Überspannungen werden Spannungen von mehreren tausend Volt bezeichnet, die durch Blitzeinschläge, Gewitterwolken und Industriemaschinen erzeugt werden. Während Blitze eine Naturkatastrophe sind, erzeugen Punktschweißen, Plasmaschneiden und andere Hochspannungsarbeiten im Moment der Entladung extrem hohe Spannungen (Spikes) und Ströme (Surges), die sich schädlich auf elektronische Geräte, Steuerschaltungen und andere Anlagen auswirken können.

Ein Überspannungsschutzgerät soll solche Vorfälle abmildern und vor ihnen schützen. Im Falle eines Überspannungsschadens sollten Überspannungsschutzgeräte gleichzeitig mit der Installation des Geräts installiert werden, da es zu Schäden am Gerät kommen kann, die als nicht betroffen gelten.

Anwendungen von Überspannungsschutzgeräten

Ein Überspannungsschutzgerät wird dort eingesetzt, wo die Gefahr besteht, dass Geräte durch hohe Spannungen und Ströme infolge von Blitzeinschlägen und Entladungen beschädigt werden. Überspannungsschutzgeräte werden insbesondere an folgenden Stellen eingesetzt:

• In der Nähe von induzierten Blitzen (abnorm hohe Spannungen) durch Blitzableiter usw., wenn direkte Blitzeinschläge auftreten.
• In der Nähe von Orten, an denen große indirekte Ströme aufgrund von elektrostatischer Induktion durch Blitzeinwirkung fließen.
• In der Nähe von Hochspannungsleitungen und -masten, wo hohe Ströme fließen.
• In der Nähe von motorbetriebenen Geräten und Fabriken, in denen hohe Spannungen und große Ströme erzeugt werden (z. B. Autoreparatur).
• An Orten, an denen bei der Erzeugung von Lichtbögen Lärm abgestrahlt wird, in der Nähe von Lichtbogenschweißmaschinen und Handhabungsanlagen.
• In der Nähe von Hochspannungsentladungsbereichen wie Leuchtreklamen.

Funktionsweise der Überspannungsschutzgeräte

Überspannungsschutzgeräte werden eingesetzt, wenn hohe Spannungs- oder Stromstöße anliegen, das eingebaute nichtlineare Element niederohmig wird und die Überspannung gegen Erde (Erdungsseite: GND) geschaltet wird. Die Aufgabe des Überspannungsschutzes besteht darin, verschiedene elektronische und elektrische Geräte, die an ihn angeschlossen sind, vor Schäden zu schützen.

Überspannungsschutzgeräte enthalten ein oder mehrere nichtlineare Elemente (Elemente, bei denen der Strom, der durch das Element fließt, nicht proportional zur Spannung ist, wenn eine Spannung angelegt wird), um Stoßströme abzuleiten und Überspannungen zu begrenzen. Diese Elemente werden auch als Blitzstromableiter bezeichnet.

Unter normalen Bedingungen entspricht der Überspannungsschutz einem Isolator, der keinen Strom leitet und einen hohen Widerstand gegenüber der Versorgungsspannung aufweist. Wenn ein Überspannungsstoß auftritt, wechselt das eingebaute nichtlineare Element sofort von einem hohen Widerstand zu einem niedrigen Widerstand.

Der Überspannungsstrom wird dann auf die Erdungsseite umgeleitet und gleichzeitig wird die Spannung der Blitzüberspannung unterdrückt, woraufhin es wieder seinen ursprünglichen hohen Widerstand annimmt, so dass der Strom nicht weiter fließt. Ausschlaggebend für die Auswahl eines Überspannungsschutzes ist der Spannungsschutzpegel (maximale Überspannung), der sich an der Restspannung bei normaler Überspannungsbehandlung orientiert.

Weitere Informationen zu Überspannungsschutzgeräten

1. Überspannungsschutzgeräte an Steckdosenleisten

Einige Steckdosenleisten, die häufig in Privathaushalten und Büros verwendet werden, verfügen ebenfalls über einen eingebauten Überspannungsschutz. Bei dem für den Überspannungsschutz verwendeten Gerät handelt es sich um einen Blitzableiter, der allgemein als „Varistor“ bezeichnet wird.

Varistor ist eine Abkürzung für „Voltage Variable Resistor“ (spannungsvariabler Widerstand) und besteht im Allgemeinen aus mehrschichtiger Chip-Keramik. Es handelt sich um ein Bauelement, das aufgrund des quantenmechanischen Tunneleffekts einen großen Strom führen kann, wenn eine bestimmte Schwellenspannung überschritten wird.

Es ist möglich, eine Schaltung mit ähnlicher Funktionalität unter Verwendung einer Vorwärts- und Rückwärtsdiode und einer parallelen Kapazität zu konstruieren, aber wegen des Nachteils in Bezug auf die Fläche werden normalerweise Varistoren verwendet. Schutzschaltungen mit Varistoren sind nicht auf Steckdosenleisten beschränkt, sondern werden in einer Vielzahl von elektronischen und elektrischen Geräten eingesetzt.

2. Leistungsindikatoren von Überspannungsschutzgeräten

Einer der Leistungsindikatoren von Überspannungsschutzgeräten ist die maximale Überspannung, die einschließlich der Messmethode in offiziellen Normen festgelegt ist.

Die internationale Prüfnorm IEC61000-4-5 hat beispielsweise eine niedrigere maximale Überspannung als die Norm JEC210/212 (nationale Prüfnorm) für dieselbe Produktklasse, was jedoch auf die unterschiedlichen Messmethoden zurückzuführen ist.

Was ist ein abgeschirmter Raum?

Ein abgeschirmter Raum ist ein Raum, der so konzipiert ist, dass er die Auswirkungen externer elektromagnetischer Wellen und magnetischer Felder, die sich negativ auf elektrische und elektronische Geräte auswirken, abschirmt und der außerdem so konstruiert ist, dass er keine elektromagnetischen Wellen oder magnetischen Felder nach außen abstrahlt.

Elektronische Geräte, die Elektrizität verwenden, erzeugen elektromagnetische Wellen, so dass die elektronischen Geräte ständig von verschiedenen elektrischen Feldern beeinflusst werden. Sie können sich auch auf ihre Umgebung auswirken. Die Hauptaufgabe eines abgeschirmten Raums besteht darin, die Auswirkungen dieser elektromagnetischen Wellen zu eliminieren.

Abgeschirmte Räume sind mit leitfähigen Materialien wie Metall oder Drahtgeflecht abgedeckt. Sie können aus neuen Konstruktionen bestehen oder bei bestehenden Gebäuden aus Paneelen zusammengesetzt werden, die im Inneren montiert werden können. Die Konstruktion richtet sich nach der Umgebung und anderen Faktoren wie Verwendungszweck, Maßangaben und Aufstellungsort.

Verwendungszwecke abgeschirmter Räume

Abgeschirmte Räume werden verwendet, wenn die schädlichen Auswirkungen elektromagnetischer Strahlung beseitigt werden sollen. Spezifische Anwendungen sind folgende:

• Messräume mit Geräten zur Messung biomagnetischer Felder wie MRT, Magnetoenzephalographie und Magnetokardiographie
• Computerräume, in denen es um Vertraulichkeit geht
• Messräume für elektromagnetische Störungen oder Laboratorien zur Signalauswertung ohne deren Auswirkungen
• Aufnahmestudios

Sie dienen als Umgebung für die Produktentwicklung und Qualitätskontrolle von Präzisionsinstrumenten und elektronischen Geräten. Abgeschirmte Räume werden auch verwendet, um zu verhindern, dass elektromagnetische Störungen (unerwünschte Funkwellen), die von Anlagen und Geräten innerhalb der Einrichtung erzeugt werden, auf Anlagen und Geräte außerhalb der Einrichtung einwirken.

Funktionsweise der abgeschirmten Räume

Bei der elektromagnetischen Abschirmung wird die Eigenschaft leitfähiger Materialien wie Drahtgitter und Metallplatten genutzt, um elektromagnetische Wellen zu reflektieren. Ein mit diesen leitfähigen Materialien abgedeckter Raum ist ein elektromagnetisch abgeschirmter Raum.

Beim Bau eines elektromagnetisch abgeschirmten Raums ist es nicht nur wichtig, die im Raum erzeugten elektromagnetischen Wellen und die von außen einwirkenden Wellen abzuschirmen, sondern auch den von beiden Seiten eindringenden Funklärm. Die Abschirmung von Öffnungen (Türen, Fenster, Klimaanlagenöffnungen usw.) ist besonders wichtig.

Abgeschirmte Räume können je nach Zweck und Frequenzbereich in die folgenden drei Kategorien eingeteilt werden:

• Elektrostatische Abschirmung
  Abgeschirmte Räume werden verwendet, um ein konstantes elektrisches Potential im Raum aufrechtzuerhalten (z.B. EEG-Räume, Hörtesträume etc.).
• Magnetische Abschirmung
  Im Allgemeinen handelt es sich dabei um abgeschirmte Räume für geomagnetische Felder bis 10 kHz.
• Planare elektromagnetische Abschirmung
  Es handelt sich um abgeschirmte Räume für 10 kHz bis 40 GHz (z. B. Rauschlabors für elektronische Geräte, schalltote Räume, Aufnahmestudios usw.).

Elektromagnetische Abschirmung wird häufig für EMV- und Störfestigkeitsmaßnahmen für elektronische Geräte verwendet.

Weitere Informationen zu abgeschirmten Räumen

1. Unterschied zwischen abgeschirmten und reflexionsarmen Räumen

Ein abgeschirmter Raum zeichnet sich dadurch aus, dass der gesamte Raum bis hin zu den Türen, der Klimaanlage und der Stromversorgung abgeschirmt ist, um elektromagnetische Strahlung abzuschirmen. Im Gegensatz dazu ist ein reflexionsarmer Raum innen zusätzlich mit Funkwellenabsorbern ausgekleidet, um die Reflexion von Funkwellen vollständig zu unterdrücken.

Der Funkwellenabsorber hat eine schwammige, dornige Form und enthält Kohlenstoffpulver und Ferritbestandteile. Durch die Ausdehnung des Absorbers über die gesamte Fläche des Raumes ist es möglich, die einfallenden elektromagnetischen Wellen um einen Faktor von etwa 1/100 000 abzuschwächen. Elektromagnetische Wellen können in einem reflexionsarmen Raum, der manchmal auch als schalltoter Raum bezeichnet wird, nicht existieren.

2. Antennenauswertung in einem reflexionsarmen Raum

Während der Hauptzweck von abgeschirmten Räumen darin besteht, die hohe Qualität des Zielsignals selbst zu bewerten, indem Störungen und Rauschen ausgeblendet werden, werden Antennenstrahlungsprüfungen häufig in reflexionsarmen Räumen durchgeführt, um die nichtreflektierende Natur elektromagnetischer Wellen zu nutzen.

Die Prüfung der Richtcharakteristik von Funkwellen ist für die mobile Kommunikation, einschließlich Millimeterwellen, Fahrzeugradar und Sensortechnik, unerlässlich. Ein schalltoter Raum ist eine unverzichtbare Umgebung für die Bewertung der Form des Strahlungsbündels einer Antenne und der elektrischen Eigenschaften der Antenne selbst.

3. Abschirmboxen und reflexionsarme Kammern

Ein schalltoter Raum ist ein sehr großes Gerät und daher kostspielig, einschließlich der Wartung. Bei abgeschirmten Räumen sind die Kosten für den Funkwellenabsorber zwar geringer, aber immer noch beträchtlich, so dass abgeschirmte Räume je nach Umfang der angestrebten Bewertung ebenfalls häufig verwendet werden.

In ähnlicher Weise werden auch reflexionsarme Boxen je nach Bewertungsanwendung aufgrund ihrer einfachen Größe häufig verwendet.