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Was ist ein Druckspeicher?

Ein Druckspeicher (Englisch: hydraulic accumulator), ist ein Gerät, das die Druckenergie eines Fluids in andere Hochdruckfluidenergie umwandelt und speichert. Er wird hauptsächlich in Flüssigkeitsanlagen in Hydraulik- und Dampfsystemen verwendet.

Da das englische Wort accumulate, das auf Deutsch speichern oder ansammeln bedeutet, gibt es in verschiedenen technischen Bereichen, unterschiedliche Geräten, je nachdem, was gespeichert oder angesammelt wird. So werden beispielsweise im Computerbereich in Akkumulatoren Berechnungsergebnisse zwischengespeichert und direkt für die nächste Berechnung verwendet. Im Bereich der elektrischen Energieerzeugung werden Speicherbatterien und Akkumulatoren eingesetzt und in der Windenergieerzeugung werden Systeme eingesetzt, die Öl zwischen Windturbinen und Generatoren zirkulieren lassen, um das Gleichgewicht zu erhalten.

In Hydraulik- und Dampfsystemen wird die Druckenergie von Öl und Dampf als Stickstoffgas oder Dampfdruckenergie gespeichert, und das Gas wird expandiert, um bei Bedarf Energie abzugeben.

Anwendungen von Druckspeichern

Druckspeicher werden häufig in Hydrauliksystemen und Dampfkesseln eingesetzt. In Hydrauliksystemen werden Hydraulikspeicher in den Hochdruckkreislauf nach der Pumpe eingebaut, und der hohe Hydraulikdruck während des Betriebs komprimiert das im Speicher eingeschlossene Stickstoffgas. Wenn der Hydraulikdruck abfällt, erhöht die Kraft des Stickstoffgases den Hydraulikdruck und hält ihn aufrecht.

In Kesselanlagen speichern Druckspeicher den Heizwert von Dampf als gesättigten Dampf mit hoher Temperatur und hohem Druck, wenn ein Überschuss an Dampf vorhanden ist, und liefern bei Bedarf Dampf mit reduziertem Druck. Er gleicht auch das Ungleichgewicht zwischen den zeitlichen Schwankungen des Dampfverbrauchs und der Dampferzeugung des Kessels aus, so dass der Kessel effizient und stabil arbeiten kann.

Der Einsatz von Druckspeichern in Wasserpumpen mildert auch plötzliche Druckschwankungen, z. B. beim Abschalten, und verhindert Wasserschläge. Der Hauptzweck besteht darin, die Energie des gespeicherten Gases im Behälter des Hydraulikspeichers als Hilfsenergiequelle für Notfälle zu nutzen. Außerdem absorbiert und puffert er den Aufpralldruck, puffert Druckanstiege in der Leitung und reduziert den unnötigen Stromverbrauch des Systems.

Funktionsweise von Druckspeichern

In Druckspeichern wird hauptsächlich Stickstoff verwendet, der unter Druck steht und sich zusammenzieht oder ausdehnt, um Energie zu übertragen. In Hydrauliksystemen werden Druckspeicher in den Hochdruckkreislauf nach der Pumpe eingebaut. Im Inneren des Druckspeichers befindet sich ein Beutel, Prada genannt, der die Ölseite von der Gasseite trennt. Der Prada ist mit Stickstoffgas gefüllt. Wenn die Hydraulikpumpe angetrieben wird und der Hydraulikdruck über den Stickstoffgasdruck ansteigt, wird das Stickstoffgas komprimiert.

Wenn der Druck im Hydrauliksystem abfällt oder die Pumpe stoppt, bewirkt die Druckenergie des Stickstoffgases, dass sich der Prada ausdehnt, um den Hydraulikdruck aufrechtzuerhalten. Dies hat auch den Effekt, dass der Hydraulikdruck weniger pulsiert. Die Blase, die das Stickstoffgas im Inneren des Behälters abdichtet, besteht aus einem Material auf Gummibasis und dehnt sich aus und zieht sich zusammen. Die Behälter sind aus Kohlenstoffstahl, Edelstahl, Aluminium oder korrosionsbeständigen Verbundwerkstoffen hergestellt.

Das Fassungsvermögen des Behälters reicht von 0,5 bis 450 l und der maximal zulässige Druck beträgt etwa 990 bar. Druckspeicher mit einem Prada zeichnen sich durch eine schnelle Energiefreisetzung und die Fähigkeit aus, Energie je nach Bedarf in schnellen Zyklen zu speichern und wieder abzugeben. Darüber hinaus können die Geräte kompakt gebaut werden und sind leicht zu warten.

Weitere Informationen über Druckspeicher

1. Druckspeicher-Gase

Als Speichergas für Druckspeicher wird häufig Stickstoffgas verwendet. Stickstoffgas ist ein nicht entflammbares und inertes Gas, das die Abnutzung des in Druckspeichern verwendeten Metalls verringert. Ein weiterer Vorteil ist, dass es kostengünstig ist und keine Explosionsgefahr besteht.

Der Druck des Stickstoffgases nimmt bei wiederholtem Betrieb allmählich ab, so dass der Druck regelmäßig überprüft werden muss, um sicherzustellen, dass er sich nicht verringert hat. Wenn Druckspeicher in der Federung verwendet werden, kann ein Abfall des Gasdrucks die Stöße der Fahrbahn nicht mehr absorbieren, was zu einem schlechteren Fahrkomfort führt. Füllen Sie bei einem Druckabfall Stickstoffgas nach.

2. Fahrzeugsysteme mit Druckspeichern

Druckspeicher werden in Fahrzeugaufhängungen und Bremsen eingesetzt. Bei Spezialfahrzeugen mit großen Karosseriegewichten und bei mehrachsigen Fahrzeugen kann es vorkommen, dass die Stöße nicht mit Federn abgefedert werden können, daher werden Druckspeicher verwendet, die wie Gasfedern wirken. Hydraulische Aufhängungen mit Druckspeichern können auch zum freien Heben und Senken des Fahrzeugaufbaus verwendet werden.

Druckspeicher werden in Bremsen eingesetzt, um beim Bremsen Energie zurückzugewinnen. Bei Hybridfahrzeugen kommt es bei der Energierückgewinnung durch den Motor zu einer Diskrepanz zwischen der Bremskraft und der vom Fahrer geforderten Bremskraft. Um diese Diskrepanz zu beseitigen, unterstützt der Druckspeicher in geeigneter Weise die Bremskraft des Motors, um eine optimale Bremskraft zu gewährleisten.

Was ist ein Federscharnier?

Ein Federscharnier ist eine Kombination aus einem Scharnier und einer Schraubenfeder.

Es hat die Funktion, durch die Rückstellkraft der Feder in den Ausgangswinkel zurückzukehren, wenn die äußere Kraft nachlässt, auch wenn der Winkel durch Aufbringen einer äußeren Kraft verändert wird. Federscharniere werden hauptsächlich als Drehmechanismus für Türen und andere Vorrichtungen verwendet, die automatisch geschlossen werden sollen.

Durch die Rückholfunktion des Federscharniers kann die Tür nur durch eine Öffnungsbewegung geöffnet und geschlossen werden. Wenn es in einem geeigneten Drehmechanismus verwendet wird, bietet es viele Vorteile, wie z. B. erhöhte Arbeitseffizienz, verbesserte Benutzerfreundlichkeit und vermeidet, dass man vergisst, die Tür zu schließen.

Anwendungen von Federscharnieren

Federscharniere werden in vielen Produkten in unserer Umgebung verwendet, z. B. im Deckelteil eines Briefkastens oder im Deckelteil eines Abfalleimers. Sie werden häufig in Teilen verwendet, die mit relativ geringem Kraftaufwand bewegt werden können, und gehören zu den kostengünstigen Bauteilen, die eine große Rolle spielen.

Darüber hinaus werden sie manchmal als industrielle Maschinenteile verwendet. Sie tragen zu einer besseren Verarbeitbarkeit bei, da sie durch die Kraft der Schraubenfeder leicht geklemmt werden können, zum Beispiel bei der vorübergehenden Fixierung von verarbeiteten Materialien.

Wie bei normalen Scharnieren wird auch bei Federscharnieren eine Platte am feststehenden Längsträger und die andere Platte am drehenden Teil befestigt.

Funktionsweise von Federscharnieren

Wenn das feste Seitenteil fixiert ist und eine äußere Kraft auf das drehende Seitenteil einwirkt, dreht sich das drehende Seitenteil mit der Achse, die die beiden Platten verbindet, als Drehpunkt, und die Schraubenfeder verformt sich gleichzeitig. Wenn die äußere Kraft dann nachlässt, bewirkt die Rückstellkraft der Feder, dass das Scharnier in seinen ursprünglichen Winkel zurückkehrt, und der drehbare Längsträger kehrt in seine ursprüngliche Position zurück.

Aufbau von Federscharnieren

Ein Federscharnier hat eine einfache Struktur, bei der eine Schraubenfeder durch das Wellenteil, den Stift eines gewöhnlichen Scharniers, geführt wird und die beiden Enden der Feder an den Platten auf beiden Seiten des Scharniers befestigt sind. Wenn das Scharnier verformt wird, wird durch die Verdrehung der Schraubenfeder elastische Energie angesammelt, und wenn die äußere Kraft nachlässt, wirkt sie als elastische Kraft und kehrt in ihre Ausgangslage zurück.

Wiederholte Öffnungs- und Schließvorgänge verursachen Verschleiß an der Scharnierwelle und dem Rohr, das die Welle aufnimmt, was zu instabilen Öffnungs- und Schließbewegungen führt. Um Verschleiß zu vermeiden, ist eine angemessene Schmierung erforderlich.

Darüber hinaus kann nicht nur das Wellenteil, sondern auch die Feder durch Korrosion beschädigt werden, und die Feder kann durch wiederholte Betätigung schwächer werden. Daher erreichen die beweglichen Teile oft das Ende ihrer Lebensdauer vor den Befestigungsteilen.

Weitere Informationen zu Federscharnieren

1. Montage von Federscharnieren

Die Montage erfolgt im Allgemeinen durch Bohren von Löchern in die Scharnierseite und Befestigung am Befestigungsteil durch Verschrauben oder Vernieten. Ist das Befestigungselement aus Metall, kann es auch ohne Bohrung an ein Scharnier geschweißt werden.

Schrauben und Nieten verlieren oft nach wiederholtem Gebrauch ihre Befestigungskraft, während das Schweißen seine Befestigungskraft über einen langen Zeitraum beibehalten kann. In unserer Umgebung gibt es viele Türen, die sich automatisch schließen, aber die Rückstellkraft einer Schraubenfeder, die in einem Scharnier mit einer Achslänge von nur wenigen mm eingebaut ist, ist begrenzt, so dass sie nicht für Türen verwendet werden kann, die eine große Kraft benötigen, um in ihre Ausgangsstellung zurückzukehren.

Er kann jedoch für relativ leichte Türen verwendet werden. Türschließer mit einer Kombination aus Feder und Dämpfer werden häufig für Türen mit einem relativ hohen Gewicht verwendet, z. B. für Türöffnungen. In solchen Fällen muss zusätzlicher Platz für die Montage des Geräts vorgesehen werden.

2. Einstellung von Federscharnieren

Der Anfangswinkel und die Stärke der Rückstellkraft des Federscharniers können durch Veränderung des Anfangswinkels und des Drahtdurchmessers der Schraubenfeder eingestellt werden. Wenn jedoch die Rückstellkraft der Feder auf einen großen Wert eingestellt wird, erhöht sich auch die Kraft, die zur Verformung der Feder erforderlich ist, so dass die Größe der Türöffnungskraft berücksichtigt werden muss.

Wenn die Rückstellkraft der Feder zu hoch eingestellt ist, besteht außerdem ein hohes Risiko, dass die Finger beim Schließen der Tür eingeklemmt und verletzt werden. Auch Sicherheitsaspekte müssen berücksichtigt werden, und gegebenenfalls muss ein Schutz mit Gummimaterial oder der Einbau eines Dämpfers vorgesehen werden.

3. Anwendung von Federscharnieren

Bei Federscharnieren, die einfach eingebaut werden, wird die in der Feder gespeicherte elastische Energie einseitig freigesetzt. Einige Scharniere verfügen jedoch über einen im Scharnier eingebauten Dämpfer.

Andere Scharniere nutzen die Federkraft, um schwere Türen mit geringem Kraftaufwand zu öffnen, und es gibt auch Federscharniere, bei denen die Stärke der Feder in Stufen eingestellt werden kann. Selbst bei einfachen Federscharnieren kann die Schließkraft der Tür durch die Anzahl der an der Tür befestigten Teile eingestellt werden.

Was ist ein YAG-Laser?

YAG-Laser sind Festkörperlaser, die aus Yttrium-, Aluminium- und Granatkristallen hergestellt werden.

Funktionsweise von YAG-Lasern

Der Begriff LASER steht im Englischen für Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (Lichtverstärkung durch stimulierte Strahlungsemission).

Zunächst wird der YAG-Kristall von außen mit einer Blitzlampe oder einem Laser-Halbleiter angeregt. Dies führt dazu, dass die Elektronen im Inneren vom unteren zum oberen Niveau wandern und in einen angeregten Zustand übergehen.

Nach einer gewissen Zeit versuchen die Elektronen im angeregten Zustand, in den Grundzustand zurückzukehren (Übergang) und geben dabei Licht ab. Das ausgestrahlte Licht trifft auf andere Elektronen im angeregten Zustand, die auf die gleiche Weise den Übergang vollziehen, was zu einer weiteren Lichtemission führt. Dies wird als induzierte Emission bezeichnet.

Je nachdem, welche Seltenen Erden dem YAG-Kristall zugesetzt werden, variieren die Wellenlänge und die Eigenschaften. Zu den gebräuchlichen YAG-Lasern gehören mit Neodym (Nd) dotierte Nd:YAG-Laser und mit Erbium (Er) dotierte Er:YAG-Laser, wobei das Dotierungselement je nach der zu emittierenden Wellenlänge ausgewählt wird.

Die Grundwellenlänge des weit verbreiteten Nd:YAG-Lasers beträgt 1064 nm, und wenn er durch einen nichtlinearen optischen Kristall geleitet wird, kann er auch Licht bei 532 nm (zweite Harmonische) und 355 nm (dritte Harmonische) aussenden.

Anwendungen von YAG-Lasern

YAG-Laser werden in der Forschung, Industrie und Medizin eingesetzt.

In der Industrie werden YAG-Laser in allen Bereichen eingesetzt, von der Mikrofertigung über das Markieren und Trimmen bis hin zum Schweißen und Schneiden von Metallen. Besonders beliebt sind Nd:YAG- und Yb:YAG-Laser zum Schweißen.

In der Medizin werden sie häufig zur Behandlung des Grauen Stars in der Augenheilkunde, zur Entfernung von Flecken und Muttermalen in der kosmetischen Dermatologie und zur Behandlung von Abszessen und Kavitäten in der Zahnmedizin eingesetzt.

Bei der Verwendung von YAG-Lasern ist Folgendes zu beachten

Der Er:YAG-Laser ist ein Laser im mittleren Infrarotbereich mit einer Wellenlänge von 2,94 µm und hat ein hohes Sicherheitsprofil mit geringer Gewebepenetration und Absorption an der Oberfläche. Allerdings sind Er:YAG-Laser für das Auge unsichtbar, obwohl sie von Spiegeln und Metallen reflektiert werden. Daher müssen alle anwesenden Personen während des Einsatzes eine speziell für den Er:YAG-Laser entwickelte Schutzbrille tragen. Vergewissern Sie sich stets, dass die Stromversorgung ein- und ausgeschaltet ist, und stellen Sie sicher, dass sich keine fremden Personen in der Nähe befinden, bevor Sie den Laser benutzen.

Achten Sie stets auf Ihre Umgebung, damit Sie Ihre Aufmerksamkeit nicht nur auf den zu bestrahlenden Bereich richten, und vermeiden Sie Unfälle, die zu einer Bestrahlung von Bereichen führen könnten, die damit nicht in Verbindung stehen.

Was ist ein Röntgengenerator ?

Ein Röntgengenerator ist ein Gerät, das Röntgenstrahlen, eine Art von Strahlung, erzeugt.

Röntgenstrahlen wurden von Dr. Wilhelm Convert Röntgen im Jahr 1895 entdeckt. Wegen ihrer Eigenschaft, Materie zu durchdringen, war sie die Entdeckung des Jahrhunderts, und Röntgenstrahlen versetzten die Menschen damals in Erstaunen.

Heute werden Röntgengeneratoren an den verschiedensten Orten eingesetzt, wobei ihre durchdringenden Eigenschaften für industrielle Anwendungen wie medizinische und industrielle Maschinen sowie für physikalische und chemische Forschungsanwendungen genutzt werden. Es handelt sich um eine weithin bekannte Technologie, die vor allem in der Medizin als Röntgenstrahlung eingesetzt wird.

Anwendungen von Röntgengeneratoren

Röntgengeneratoren werden häufig in der Medizin eingesetzt. Die Röntgenuntersuchung, von der wir alle schon gehört haben, ist eine weitere Technologie, die Röntgenstrahlen verwendet.

Wenn der menschliche Körper mit Röntgenstrahlen bestrahlt wird, werden Bereiche mit geringer Dichte wie Haut und Lunge von den Röntgenstrahlen durchdrungen, während Bereiche mit hoher Dichte wie Knochen und Zähne nicht von den Röntgenstrahlen durchdrungen und absorbiert werden.

Sie wird auch in anderen industriellen Anwendungen zur Prüfung von Produkten eingesetzt, da sie das Innere eines Produkts untersuchen kann, ohne es zu zerstören. Die Technologie wird auch an vertrauten Orten wie der Gepäckkontrolle am Flughafen eingesetzt.

Funktionsweise von Röntgengeneratoren

Ein Röntgengenerator besteht aus einem Objekt, das als Anode fungiert und einem Glühfaden, der als Kathode fungiert und in dem sich ein Vakuum befindet:

1. Wenn zwischen den Elektroden eine hohe Spannung (zehn- bis hunderttausend Volt) angelegt wird, werden heiße Elektronen aus dem Kathodenfaden herausgeschleudert und wandern mit hoher Geschwindigkeit zum Anodentarget.

2. Wenn sie auf das Objekt treffen, werden Röntgenstrahlen erzeugt.

3. Wenn die Elektronen auf das Objekt treffen und in das Atom eindringen, wird der Großteil ihrer Energie in Wärme umgewandelt.

4. Einige Elektronen stoßen mit Elektronen im Inneren des Atoms zusammen, wodurch ein instabiler Zustand (angeregter Zustand) entsteht.

5. Wenn ein Atom in einen angeregten Zustand eintritt, versucht es, durch Freisetzung von Energie in einen stabilen Zustand zurückzukehren.

6. Beim Übergang vom angeregten Zustand zum stabilen Zustand werden Röntgenstrahlen als Energie erzeugt.

Es gibt zwei Hauptarten von Röntgenstrahlen:

1. Charakteristische Röntgenstrahlung

Dies sind Röntgenstrahlen, die entstehen, wenn angeregte Elektronen in einen stabilen Zustand übergehen. Es werden Röntgenstrahlen erzeugt, die dem Energieunterschied zwischen den Elektronenorbitalen entsprechen und daher eine starke Energie bei einer einzigen Wellenlänge haben. Da die Energie zwischen den Elektronenorbitalen für jedes Element einzigartig ist, ist es auch charakteristisch für das Element, dass es Röntgenstrahlen erzeugt, die spezifisch für dieses Element sind. Diese Eigenschaft wird bei der Röntgenfluoreszenz (XRF) zur Analyse der Zusammensetzung von Substanzen genutzt.

2. Kontinuierliche Röntgenstrahlung

Es handelt sich um Röntgenstrahlen, die beim Aufprall thermischer Elektronen auf ein Objekt entstehen und schnell abgebremst werden. Da die Röntgenstrahlung beim Abbremsen entsteht, wird sie auch als Bremsröntgenstrahlung bezeichnet. Die Wellenlänge der erzeugten Röntgenstrahlen hängt davon ab, an welcher Stelle des Objekts sie auftreffen; es handelt sich also um Mischwellenlängen. Sie wird für die Durchleuchtung und andere Anwendungen verwendet. Die meisten der emittierten Röntgenstrahlen sind kontinuierliche Röntgenstrahlen.

Weitere Informationen zu Röntgengeneratoren

1. Röhre des Röntgengenerators

Die Röhrenkugel eines Röntgengenerators ist eine Vakuumröhre, hauptsächlich aus Glas, mit einer positiven Elektrode (Anode) und einer negativen Elektrode (Kathode) im Inneren der Röhre. Der Röhrenkolben hat einen Glühfaden (konvergierende Elektrode) an der Kathode und ein Objekt an der Anode.

Wenn an beide Elektroden mit Hilfe eines Hochspannungstransformators oder einer anderen Hochspannungsquelle eine Hochspannung angelegt wird, werden Wärmeelektronen von der Glühwendel zum Objekt abgegeben. Für den Glühfaden wird Wolfram und für das Objekt Wolfram oder Molybdän verwendet.

Es gibt zwei Araten von Röhren: Röntgenröhren mit fester Anode, die keine Drehanodenstruktur haben und Röntgenröhren mit Drehanode, die eine Drehanodenstruktur haben. Beim rotierenden Typ wird das schirmförmige Target mit hoher Geschwindigkeit gedreht, um eine lokale Überhitzung der Objektoberfläche zu verhindern. Dadurch wird der Röhrenstrom und damit die Röntgenintensität erhöht.

Drehanoden-Röntgenröhren können nach jahrelangem Gebrauch aufgrund einer falschen Ausrichtung der Drehachse oder einer Verformung der Lager anormale Geräusche erzeugen. Die weitere Verwendung der Röntgenröhre unter solchen Bedingungen kann zum Schmelzen der Anode oder zum Verbiegen der Anodenachse führen, wenn die Wand der Röntgenröhre aus Glas besteht, und die Röhre selbst kann zerstört werden.

2. Gebrauchsanweisung für Röntgengeneratoren

Für die Installation von Röntgengeneratoren für den industriellen Einsatz ist u. U. wichtig, behördliche Meldevorschriften sorgfältig zu prüfen. Beachten Sie, dass Geräte mit einer 1-cm-Äquivalentdosisleistung der externen Strahlung von mehr als 20 µSv/h in einem Strahlenschutzraum installiert werden müssen. Dagegen müssen Geräte mit einer Abschirmstruktur unter 20 µSv/h nicht in einem Strahlenschutzraum aufgestellt werden.

Darüber hinaus muss beim Einsatz von Röntgenstrahlen-Generatoren grundsätzlich für jeden Kontrollbereich eine Röntgenaufsichtsperson aus dem Kreis der Personen bestellt werden, die über eine Röntgenaufsichtsgenehmigung verfügen. Ist der Bestrahlungsraum jedoch so beschaffen, dass eine Bestrahlung nur dann erfolgt, wenn er durch eine Tür von der Außenwelt abgetrennt ist und liegt die Dosis außerhalb der Anlage unter dem Richtwert, so wird davon ausgegangen, dass außerhalb der Anlage kein kontrollierter Bereich vorliegt und es gibt Fälle, in denen keine Röntgenaufsichtsperson bestellt wird.

Was ist ein Röntgendiffraktometer?

Ein Röntgendiffraktometer ist ein Gerät, das die Beugungserscheinungen misst, die auftreten, wenn ein Material mit Röntgenstrahlen bestrahlt wird.

Durch die Analyse des aus der Messung gewonnenen Beugungsmusters können Informationen über die kristalline Struktur des Zielmaterials gewonnen werden.

Röntgendiffraktometer werden häufig zur Messung von Materialien mit kristallinen Eigenschaften eingesetzt, z. B. von Einkristallen, Pulvern und dünnen Schichten. Sie werden für die Forschung, Entwicklung und Analyse eines breiten Spektrums von Materialien eingesetzt, darunter organische Materialien, anorganische Materialien, Legierungen und Proteine.

Anwendungen von Röntgendiffraktometern

Röntgendiffraktometer werden zur Messung der Beugungsphänomene eingesetzt, die bei der Bestrahlung einer Probe mit Röntgenstrahlen auftreten. Durch die Analyse der erhaltenen Beugungsmuster lassen sich die Kristallinität, die Orientierung und die Gitterdefekte der Probe beurteilen.

Da sich die Beugungsmuster für jede kristalline Struktur eines Materials unterscheiden, können sie auch zur Identifizierung und qualitativen Analyse unbekannter Proben verwendet werden, indem man sie mit den Beugungsmustern bekannter Materialien vergleicht. Röntgendiffraktometer eignen sich nicht zur Messung nicht-kristalliner Materialien wie amorpher (amorpher) Materialien, sie können aber zur Messung einer Vielzahl von Materialien verwendet werden. Sie können jedoch zur Messung einer Vielzahl von Materialien verwendet werden, einschließlich kristalliner Pulver, dünner Schichten und Legierungen.

Funktionsweise des Röntgendiffraktometers

Röntgenstrahlen, die auf ein Material eingestrahlt werden, werden an den Elektronen im Material gestreut. In Kristallen und anderen Materialien, in denen die Atome mit einer gewissen Regelmäßigkeit angeordnet sind. Interferieren die gestreuten Röntgenstrahlen miteinander, verstärken oder schwächen sich gegenseitig, und die Streuintensität nimmt nur in bestimmten Richtungen zu. Dies ist die Röntgenbeugung.

Bei der Röntgenbeugung ist bekannt, dass die Streuintensität der Röntgenstrahlen zunimmt, wenn die Bragg-Gleichung 2d sinθ = nλ (d: Gitterabstand θ: Bragg-Winkel n: ganze Zahl λ: Wellenlänge der eingestrahlten Röntgenstrahlen) gilt. Mit anderen Worten: Wenn die Wellenlänge λ feststeht, kann der Gitterebenenabstand d für verschiedene Beugungswinkel 2θ (Winkel zwischen einfallenden und gebeugten Röntgenstrahlen) bestimmt werden. Auf diese Weise gibt das gemessene Beugungsmuster Aufschluss über die atomare Anordnung des gemessenen Materials.

Arten von Röntgendiffraktometern

Die wichtigsten Röntgendiffraktometern sind Pulverröntgendiffraktometer, Einkristallröntgendiffraktometer und Dünnschichtröntgendiffraktometer. Diese werden nach der Art und Weise unterschieden, wie die Röntgenstrahlen eingestrahlt und detektiert werden.

1. Einkristallröntgendiffraktometer (SC-XRD)

Bei dieser Methode werden Röntgenstrahlen eingestrahlt, während der Kristall um eine bestimmte Achse gedreht wird, und das Beugungsmuster wird als zweidimensionales Bild gemessen. Durch Berechnung des erhaltenen zweidimensionalen Beugungsmusters mit einer speziellen Software kann ein dreidimensionales Modell der Kristallstruktur erstellt werden.

2. Röntgendiffraktometer für Pulver (PXRD)

Hierbei handelt es sich um eine Messmethode, bei der der Einfallswinkel der einfallenden Röntgenstrahlen und die Position des Detektors usw. so verändert werden, dass die Beugungsintensität bei einem Beugungswinkel von 2θ als Daten erhalten werden kann. Sie wird hauptsächlich zur Identifizierung und qualitativen Analyse von Substanzen mit bekannten Beugungsmustern verwendet. Es ist die am häufigsten verwendete Messmethode, da sie eine geringe Probenmenge erfordert und die Probe leicht eingestellt werden kann.

3. Röntgendiffraktometer für Dünnschichten (GI-XRD)

Hierbei handelt es sich um eine Messmethode, bei der der Einfallswinkel der einstrahlenden Röntgenstrahlen so festgelegt wird, dass er nahezu parallel zur Substratoberfläche verläuft, und der Detektor bewegt wird. In-Plane-Messungen können auch durchgeführt werden, indem der Detektor in einer Richtung parallel zur Substratoberfläche bewegt wird. Diese Methode wird hauptsächlich zur Ermittlung der Kristallstruktur dünner Schichten und Grenzflächen sowie für qualitative Analysen verwendet, da der Einfluss des Substrats relativ gering ist und Informationen über oberflächennahe Bereiche gewonnen werden können.

Beide Verfahren haben unterschiedliche Eigenschaften und sollten je nach Verwendungszweck und der zu messenden Probe eingesetzt werden. Je nach Verwendungszweck kann es auch besser sein, ein ähnliches Messgerät, ein Röntgenstreuungsgerät, zu verwenden. Weitere Zusatzgeräte können verwendet werden, um die Art der Lichtquelle zu ändern und die Messumgebung, wie Temperatur und Druck, während der Messungen zu verändern.

Was ist ein Computertomograph?

Ein Computertomograph ist ein Gerät, das Röntgenstrahlen aussendet, um die Materialien und Strukturen im Inneren eines Objekts zu untersuchen.

Es gibt zwei Haupttypen, medizinische und industrielle. Medizinische Computertomographen können Knochen, Muskeln, Blutgefäße und andere Gewebe sowie innere Organe vom Kopf bis zu den Füßen untersuchen.

Anwendungen von Computertomographen

Es gibt zwei Haupttypen von Computertomographen, medizinische und industrielle. Sie werden in der folgenden Reihenfolge erläutert:

1. Medizinische Computertomographen

Medizinische Computertomographen nehmen Röntgenstrahlen auf, die durch den menschlichen Körper gesendet werden, um Informationen über das Innere des menschlichen Körpers zu erhalten, die zur Feststellung von Krankheiten verwendet werden. Zu den medizinischen Computertomographen gehören die einfache Computertomographie (CT), bei der der menschliche Körper so betrachtet wird, wie er ist, und die kontrastverstärkte Computertomographie (CT), bei der ein Kontrastmittel in die Blutgefäße gespritzt wird, um sie zu betrachten.

2. Industrielle Computertomographen

Industrielle Computertomographen werden häufig für die zerstörungsfreie Prüfung von Werkstoffen eingesetzt, und solche industriellen Computertomographen werden als Beobachtungs-CT bezeichnet. Beispiele für zerstörungsfreie Prüfungen sind die Formbewertung und Fehleruntersuchung von Halbleitergehäusen usw., die Bewertung der inneren Struktur von Tabletten und die Bewertung der Form und Faserorientierung von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen.

In den letzten Jahren wurden viele industrielle Computertomographen auch als Mess-CTs entwickelt. Wie die CT für die Beobachtung ermöglicht die CT für die Messung die zerstörungsfreie Inspektion sowie die Größenmessung und Datenanalyse mit CAD.

CT für die Messung ermöglicht die vollständige Erfassung der dreidimensionalen Form des Objekts, hochpräzise Formmessung, Hochgeschwindigkeitsinspektion und -messung.

Funktionsweise von Computertomographen

Bei den zwei Arten von Computertomographen bestrahlen beide Systeme ein Objekt mit Röntgenstrahlen aus allen Richtungen in einem Winkel von 360 °, um die transmittierte und absorbierte Röntgenstrahlung zu bestimmen, aber die für medizinische und industrielle Anwendungen verwendeten Bildgebungsverfahren unterscheiden sich.

1. Medizinische Computertomographen mit Röntgenstrahlen

Medizinische Computertomographen zeichnen sich durch eine Gantry in Form eines Doughnuts und ein Bett aus, das in die zentrale Öffnung der Gantry einfährt und sich langsam durch die zentrale Öffnung bewegt, während der menschliche Körper in der zentralen Öffnung liegt. Im Inneren der Gantry befinden sich eine Röntgenröhre, die Röntgenstrahlen aussendet, und ein Detektor, der die von der Röntgenröhre ausgesandten Röntgenstrahlen erkennt, über dem zentralen Loch.

Wenn ein menschlicher Körper auf einem Bett in die zentrale Öffnung der Gantry eintritt, werden die von der Röntgenröhre ausgesandten Röntgenstrahlen teilweise vom menschlichen Körper absorbiert, während der Rest durchgelassen und vom Detektor erfasst wird. An diesem Punkt dreht sich die Gantry um das Bett, bestrahlt die Röntgenstrahlen in einem Winkel von 360 ° und erfasst die durchgelassenen Röntgenstrahlen.

Auf diese Weise werden Daten in einer 360 °-Richtung gewonnen, wobei der menschliche Körper in einer horizontalen Schleife geschnitten wird, und aus diesen Daten erstellt der Computer ein Querschnittsbild des menschlichen Körpers. Bei diesem medizinischen Computertomographen wird üblicherweise der Helical Scan verwendet.

Bei dieser Bildgebungsmethode bewegt sich das Bett langsam durch das zentrale Loch der Gantry, während es kontinuierlich Röntgenstrahlen aussendet und aufnimmt. Auf diese Weise wird eine Reihe von horizontalen Schnittbildern des menschlichen Körpers in der Längsrichtung in Richtung der Körperhöhe erzeugt.

2. Industrielle Computertomographen

Im Gegensatz zu medizinischen Computertomographen zeichnen sich industrielle Computertomographen dadurch aus, dass das zu untersuchende Material rotiert und nicht die Röntgenröhre und der Detektor fixiert sind. Industrielle Computertomographen können horizontal oder vertikal bestrahlt werden.

Bei der horizontalen Bestrahlungsart sind Röntgenröhre, Material und Detektor horizontal angeordnet, bei der vertikalen Bestrahlungsart vertikal. Je nach dem zu untersuchenden Material und der zu untersuchenden Stelle wird die geeignete Variante gewählt.

Weitere Informationen über Computertomographen (CT-Systeme)

1. Mehrschichtige medizinische Computertomographen

Zu den medizinischen Computertomographen gehören auch die Mehrschicht-Computertomographen mit mehreren Detektorreihen, die in Fahrtrichtung des Bettes angeordnet sind und als Einschicht-Computertomographen bezeichnet werden (siehe Grundlagen der Röntgen-Computertomographen).

Bei diesem Einschicht-Computertomographen sind die Detektoren in der Richtung senkrecht zur Bettbewegungsrichtung, d. h. für den Menschen transversal, in mehreren Reihen angeordnet und in der Bettbewegungsrichtung in einer einzigen Reihe verteilt. Daher wird nur eine Querschnittsansicht erstellt, wenn die Gantry eine Umdrehung macht.

Im Gegensatz dazu verfügen medizinische Computertomographen mit mehreren Schichten über mehrere Detektorreihen, die in der Bewegungsrichtung des Bettes angeordnet sind, so dass mit einer einzigen Drehung der Gantry mehrere Querschnittsbilder aufgenommen werden können. Dies ermöglicht Aufnahmen in kurzer Zeit und reduziert die Belastung für den menschlichen Körper. Durch die Kombination mit dem Helical Scanning können auch 3D-Bilder erstellt werden.

2. 3D-Bildverarbeitungsmethoden für Computertomographen

Die folgenden drei Arten von 3D-Bildverarbeitungsmethoden werden in Computertomographen eingesetzt, die als Technologien für Computertomographen Aufmerksamkeit erregen:

Mehrteilige Rekonstruktion (MPR)
Die Mehrschnitt-Rekonstruktion (MPR) zeichnet sich durch ihre Fähigkeit aus, Bilder aus dreidimensionalen Daten zu konstruieren, einschließlich koronaler und sagittaler Querschnitte, d. h. Querschnitte in Richtung der Höhe des menschlichen Körpers, zusätzlich zum transversalen Schnitt des menschlichen Körpers. Diese Methode wird bei der derzeitigen dreidimensionalen CT-Verarbeitung am häufigsten verwendet.

Maximalwertprojektion (MIP)
Bei der Maximalwertprojektion (MIP) wird für die dreidimensionalen Daten ein beliebiger Blickwinkel festgelegt. Der Maximalwert auf dem Weg zwischen dem Blickpunkt und der Projektionsebene wird dann auf eine 2D-Oberfläche projiziert.

Es zeichnet sich durch den geringen Einfluss von Bildrauschen und die Fähigkeit aus, auch kontrastarme Bilder mit gutem Kontrast auszugeben. Da jedoch andere Werte als das Maximum nicht im Bild wiedergegeben werden, sind mehrere unterschiedliche Betrachtungswinkel erforderlich, um die korrekte anterior-posteriore Position zu ermitteln.

Volumen-Rendering-Verfahren (VR)
Bei der Volume-Rendering-Methode (VR) wird für den gewünschten Bereich eine Ober-/Untergrenze der CT-Werte festgelegt. Das Bild wird dann konstruiert, indem Parameter, die der Opazität entsprechen, zu dem festgelegten Bereich hinzugefügt und schattiert werden. Diese Methode eignet sich für 3D-Bilder wie z. B. Blutgefäße.

Was ist ein UV-Sensor?

UV-Sensoren sind Sensoren, die ultraviolette Strahlung erkennen.

Ultraviolette Strahlung gilt als gesundheitsfördernd, wenn man sich ihr in Maßen aussetzt und wird für Gesundheitsanwendungen genutzt. Eine weitere Anwendung für ultraviolette Strahlung ist die Sterilisation von Geräten, da sie ebenfalls eine sterilisierende Wirkung hat.

Da UV-Strahlung jedoch nicht mit dem Auge wahrgenommen werden kann, werden in UV-Bestrahlungsgeräten UV-Sensoren verwendet. In den letzten Jahren haben die sterilisierende Wirkung von UV-Licht und UV-härtenden Harzen Aufmerksamkeit erregt und UV-Bestrahlungsgeräte werden zunehmend nicht nur in der Industrie, sondern auch im privaten Bereich eingesetzt. Es gibt verschiedene Arten von UV-Sensoren, von denen einige Modelle die Intensität und die Gesamtzahl ausgeben.

Anwendungen von UV-Sensoren

Geräte, die künstlich ultraviolette Strahlung abgeben, werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, die von kleinen Gesundheitsgeräten bis hin zu industriellen Anwendungen reichen. Solche Geräte sind immer mit einem UV-Sensor ausgestattet.

Der Zweck besteht darin, die Intensität der UV-Strahlung zu kontrollieren, da zu viel UV-Strahlung für den menschlichen Körper schädlich ist.

Zu den industriellen Anwendungen gehören die folgenden Anwendungen:

• Herstellung von UV-härtenden Harzen
• Anwendung innerhalb von Halbleiterfertigungsanlagen
• Identifizierung und Druck von Banknoten
• Anwendung in Maschinen für Sonnenstudios
• Anwendung in Geräten zur Behandlung von Fußpilz aufgrund der sterilisierenden Wirkung von ultraviolettem Licht
• Anwendung in Luftreinigern

Funktionsweise der UV-Sensoren

Der Hauptbestandteil des UV-Sensors ist die UV-Silizium-Fotodiode. Wenn die Fotodiode mit Licht bestrahlt wird, das ultraviolette Strahlung enthält, fließt ein elektrischer Strom. Der Stromwert ändert sich in Abhängigkeit von der Intensität des ultravioletten Lichts, so dass die Menge des ultravioletten Lichts durch Messung des Stromwerts erfasst wird.

Fotodioden unterscheiden sich je nach ihrer Struktur in Bezug auf die Ansprechgeschwindigkeit und andere Merkmale. Es gibt Schottky-, PN- und Photoleiterstrukturen, die alle ihre eigenen Eigenschaften haben und je nach Anwendung ausgewählt werden sollten.

Es gibt Sensoren mit optischen Filtern, da die Dioden nicht auf Sonnenlicht oder Glühlampenlicht reagieren. Es gibt auch Sensoren, die UV-Strahlung erkennen, indem sie den Anteil des sichtbaren Lichts von der Differenz zwischen einem UV-Sensor mit hoher Empfindlichkeit und einem mit geringer Empfindlichkeit abziehen.

Einige Sensoren verwenden eine Photomultiplier-Röhre anstelle einer Photodiode als UV-Lichtempfangselement.

Weitere Informationen zu UV-Sensoren

1. Markt für UV-Sensoren

Das Interesse an Umweltsensoren, einschließlich UV-Sensoren, nimmt zu und der Weltmarkt wird voraussichtlich 10 Milliarden USD übersteigen. Bei der globalen Marktgröße von sechs untersuchten Arten von Industriesensoren machen Gassensoren den größten Anteil aus, gefolgt von magnetischen Sensoren und UV-Sensoren an dritter Stelle.

Während in der Vergangenheit die Hauptanwendungen für die Ultraviolettmessung im Katastrophenschutz und in der Industrie lagen, wird die Nachfrage nach Sensoren aufgrund der Ausweitung der allgemeinen Anwendungen steigen: 2024 wird sie voraussichtlich 14 Milliarden USD betragen und auch die Gesamtnachfrage nach UV-Sensoren wird voraussichtlich steigen.

2. UV-Sensoren für den Einsatz in der Sterilisation

UV-Sensoren machen sich die sterilisierende Wirkung von ultraviolettem Licht zunutze und werden in letzter Zeit häufig in öffentlichen Einrichtungen wie Flughäfen und gewerblichen Einrichtungen wie Restaurants eingesetzt. Daher gibt es mehr Gelegenheiten für den allgemeinen Verbraucher, mit UV-Generatoren in Kontakt zu kommen, als je zuvor.

Da die Nachfrage nach Entkeimung an Orten, die von der Öffentlichkeit genutzt werden, zunimmt, muss gemessen werden, ob das UV-Licht stark genug für die Entkeimung ist, während gleichzeitig sichergestellt wird, dass keine schädlichen Wellenlängen des UV-Lichts austreten. UV-Sensoren sind daher wichtig für diesen Zweck.

3. Flammendetektion mit UV-Sensoren

Zu den Produkten, bei denen UV-Sensoren zum Einsatz kommen, gehören Flammensensoren, die schwache ultraviolette Strahlung in Flammen erkennen. Sie werden u. a. an Orten eingesetzt, an denen eine sofortige Branderkennung erwünscht ist, wie z. B. in Bekleidungs- und Bettwarenläden und in Raucherbereichen, wo die Gefahr der Ausbreitung von Flammen besteht. Sie werden auch zur Flammenerkennung in Kesselbrennern eingesetzt.

Flammensensoren gibt es in einer Vielzahl von Erfassungsmethoden, z. B. Wärme und Infrarot, aber sie haben ihre eigenen Herausforderungen, z. B. das Fortschreiten des Feuers, bevor es erkannt werden kann. Ultraviolette Flammensensoren haben zudem das Problem, dass die Maschinen, die das ultraviolette Licht erzeugen, möglicherweise Fehlalarme auslösen. Um Brände schnell zu erkennen, werden hochpräzise Sensoren benötigt.

Was ist ein Niesschutz?

Mit dem Ausbruch des neuen Coronavirus werden zunehmend Niesschutze als Maßnahme gegen Coronavirus-Infektionen eingesetzt.
Ausgehend von der Erkenntnis, dass die Infektion mit dem Coronavirus durch Speicheltröpfchen verursacht wird, werden Niesschutzpaneele aufgestellt, um die Speicheltröpfchen zu blockieren, die vor allem beim Husten oder Sprechen fliegen. Niesschutze werden daher an Schaltern und Kassen eingesetzt, wo Menschen miteinander in Kontakt kommen, sowie als Trennwände in Büros, wo Menschen zusammenkommen.

Da sie Tröpfchen physisch abblocken, bieten sie eine bessere Tröpfchenkontrolle und mehr Sicherheit als Maßnahmen, die sich auf Masken beschränken. Viele der derzeit auf dem Markt befindlichen Niesschutze sind transparent, was bei der Verwendung als Trennwände von Vorteil ist, da die Menschen so die Gesichter der anderen sehen und sich ungestört unterhalten können.

Anwendungen des Niesschutzes

Niesschutze werden zur Verhinderung von Infektionen eingeführt und häufig in Büros, verschiedenen Verkaufsstellen, Banken und Behörden eingesetzt, wo es viele Begegnungen von Angesicht zu Angesicht mit vielen Menschen gibt, hauptsächlich an Schreibtischen.

Niesschutze werden auch in Restaurants empfohlen, wo es viele Gelegenheiten gibt, die Maske abzunehmen, und wo die Verbreitung von Tröpfchen beim Essen und Trinken ein Problem darstellt. Ihr Einsatz ist besonders effektiv in Bereichen, in denen sie sich wahrscheinlich in unmittelbarer Nähe befinden, wie z. B. an Theken.

Nieschutz ist als Vollwand oder mit einem teilweise offenen Fenster für die Entgegennahme und Abgabe von Eintrittskarten, Geld usw. erhältlich.

Formen des Niesschutzes

Niesschutz kann gefaltet oder zusammengesetzt werden.
Faltbare Paneele bestehen aus Kunststoff oder anderen Materialien mit Falten, und können durch Öffnen der Falten in einen selbständigen Zustand versetzt werden.

Der Vorteil besteht darin, dass das stehende Bauteil aufgrund der oben gezeigten Falten gefaltet und für den Transport kompakt gemacht werden kann.

Der montierte Typ besteht aus einem Ständer mit einer Nut in der Mitte, in die das Paneel eingesetzt wird, und des Paneels als Set. Diese Montageart ist einfach zu montieren, leicht und einfach zu transportieren.

Vorsichtsmaßnahmen für die Verwendung des Niesschutzes

Die Paneele sollten nach dem Gebrauch häufig desinfiziert werden, z. B. durch Abwischen mit feuchten Tüchern, und alle feuchten Tücher mit Tropfen darauf sollten entsorgt werden.

Acryl, PET-Harz und starres Polyvinylchlorid werden als Materialien für Niesschutze aus Kunststoff verwendet; PET-Harz und starres Polyvinylchlorid sind resistent gegen Alkohol und Natriumhypochlorit, die zur Desinfektion verwendet werden, aber Acryl kann winzige Risse entwickeln, wenn es mit einer hohen Alkoholkonzentration abgewischt wird. Beachten Sie, dass Acrylglas beim Abwischen mit konzentriertem Alkohol winzige Risse bilden kann.

Da möglicherweise entflammbare Kunststoffe verwendet werden, sollten Sie die Warnschilder lesen und das Produkt nicht in der Nähe von Öfen, rauchenden Zigaretten oder in anderen feuergefährdeten Bereichen verwenden.

Wirksamkeit des Niesschutzes

Speichel, der beim Husten und Sprechen entsteht, kann über einen weiten Bereich verspritzt werden, wobei die durchschnittliche Entfernung ohne Maske oder Niesschutz 1-2 m beträgt.

Als wir testeten, wie viele Tropfen durch das Aufstellen der Niesschutze verhindert werden können, stellten wir fest, dass sich beim Husten mit den Paneelen 120 cm vom Boden entfernt (etwa die Höhe des Mundes einer auf einem Stuhl sitzenden Person) einige feine Tropfen über die Trennpaneele hinaus auf die Paneele davor, schräg davor und zur Seite hin ausbreiten. Es wurde beobachtet, dass sich der Sprühnebel über die Trennpaneele verteilte. Bei Paneelen mit einer Höhe von etwa 140 cm (hoch genug, um den Kopf der sitzenden Person fast zu bedecken) gab es fast keinen Sprühnebel für die Umgebung.

Mit anderen Worten: Die Paneele sollten mindestens so hoch wie der Kopf sein, um Niesschutz zu gewährleisten.

Merkmale des Niesschutzes nach Material

Es wurde bereits erwähnt, dass Niesschutze gefaltet oder zusammengesetzt werden können. Die Eigenschaften der Niesschutze sind je nach dem Material des Paneelteils sehr unterschiedlich.

Typische Materialien für Niesschutze und ihre jeweiligen Eigenschaften sind:

Expandiertes Polystyrol, das für Bauplatten, Fischkästen usw. verwendet wird, ist sehr preiswert, leicht, stabil und sehr hygienisch, da es mit Alkohol desinfiziert werden kann und sich daher für Niesschutze eignet. Allerdings sind sie grundsätzlich weiß oder schwarz gefärbt und nicht transparent. Sie eignen sich nicht für den Einsatz in Bereichen, in denen eine Interaktion von Angesicht zu Angesicht erforderlich ist, da die Sicht behindert wird.

Wie der Styrolschaumstoff ist auch Wellpappe preiswert und leicht. Es ist auch leichter zu entsorgen als andere Materialien. Andererseits ist es wie Styrolschaum nicht für den Einsatz geeignet, wenn eine Interaktion von Angesicht zu Angesicht erforderlich ist, da die Sicht behindert wird.

Acrylmaterial, das ursprünglich als Acrylglas und Acrylkoffer verwendet wurde, ist aufgrund seiner Dicke und Bedeutung das stärkste Material. Es ist außerdem sehr durchlässig und fühlt sich luxuriös an, so dass es sich für den persönlichen Kontakt mit dem Kunden eignet.

Kunststoffmaterialien wie PET sind relativ transparent und leicht, sie sind weniger bruchgefährdet und leichter zu handhaben als Acrylmaterialien.

Andererseits können Vinylvorhänge und ähnliche Materialien für denselben Zweck wie Niesschutze verwendet werden. Da sie einfach zu installieren sind, können sie je nach Einsatzort und -szene auf unterschiedliche Weise verwendet werden.

Kriterien für die Auswahl des Niesschutzes und Zukunftsperspektiven

Die folgenden fünf Punkte können als Kriterien für die Auswahl der Niesschutze genannt werden:

1. Einsatzort und Einsatzgebiet
2. Form des Niesschutzes
3. Vorkehrungen für die Verwendung
4. Größe der Platte
5. Material des Niesschutzes

Die Nachfrage nach Niesschutzen als Produkt zur Verhinderung der Ausbreitung von Infektionskrankheiten wird in Zukunft wahrscheinlich noch steigen. Schon jetzt haben einige Unternehmen ihren Absatz von Kunststoff- und Acrylplatten mehr als verdoppelt, andere haben ihre Produktion um 50 % gesteigert, und diese Nachfrage hat Auswirkungen auf die Hersteller von Rohstoffen. Eine Umfrage auf einer Messe ergab, dass etwa 60 % der Unternehmen Niesschutze eingeführt haben, was darauf hindeutet, dass viele Unternehmen einen Bedarf an Niesschutzen haben und dass die Nachfrage in Zukunft weiter steigen wird. Es ist daher zu erwarten, dass dies Auswirkungen auf Rohstoffhersteller, Hersteller und Vertriebsunternehmen haben wird, die sich mit Niesschutzen beschäftigen. Dieses Produkt kann sowohl für Käufer als auch für Hersteller und Vertreiber eine Geschäftsmöglichkeit darstellen.

Was ist ein Touchscreen-Display?

Ein Touchscreen-Display ist ein elektronisches Bauteil, das ein Display als Anzeigegerät und ein Touchpanel als Eingabegerät kombiniert und die Bedienung durch Berühren des Bildschirms ermöglicht. Es ist ein bekanntes Produkt, das in einer Vielzahl von Geräten eingebaut wird, weil es eine einfache und intuitive Bedienung durch jedermann ermöglicht.

In der Vergangenheit gab es das Problem, dass es nicht mit Handschuhen usw. bedient werden konnte. In den letzten Jahren hat die Entwicklung und Verbesserung verschiedener Methoden dieses Problem jedoch weitgehend beseitigt.

Anwendungen von Touchscreen-Displays

Touchscreen-Displays sind sehr vertraute Komponenten, die das tägliche Leben durchdringen. Sie sind zum Beispiel fast immer in Smartphones und Tablets eingebaut.

Je nach Verwendungszweck können einige Touchscreen-Displays für die Eingabe mit dem Finger oder mit einem speziellen Stift verwendet werden.

So eignet sich die Fingereingabe für einfache und feste Vorgänge wie Tastenbetätigungen, z. B. am Geldautomaten, während die Stifteingabe für filigrane und komplexe Vorgänge wie das Unterschreiben von Lieferscheinen geeignet ist.

Funktionsweise von Touchscreen-Displays

Die Funktionsweisen, die die Eingabe auf Touchscreen-Displays ermöglichen, können grob in die folgenden unterteilt werden:

1. Kapazitätsverfahren

Die Kapazität des menschlichen Körpers wird erfasst und seine Koordinaten werden zurückgegeben. Ein schwaches elektrisches Feld wird über die Bildschirmoberfläche gespannt und der Strom, der fließt, wenn sich ein Finger der Bildschirmoberfläche nähert, wird erkannt.

2. Widerstandsfilm-Verfahren

Die Struktur besteht aus transparenten Elektrodenmembranen, die dicht aneinander geklebt sind. Wenn die Oberfläche des Bildschirms nach unten gedrückt wird, kommen die Elektroden miteinander in Kontakt und ein elektrischer Strom fließt. Die absoluten Koordinaten der gedrückten Position werden durch Erfassen der Spannungsschwankungen zu diesem Zeitpunkt bestimmt. Dieses Verfahren wird manchmal auch als druckempfindlich bezeichnet.

3. Infrarot-Verfahren

Ein Infrarotstrahl, der parallel zur Plattenoberfläche verläuft, erkennt die Position eines Fingers, der sich dem Licht nähert und es blockiert, auf der Grundlage der Triangulation.

Akustische Oberflächenwellen: Die Oberfläche der Platte wird durch Ultraschallwellen (akustische Oberflächenwellen) in Schwingung versetzt und bei Berührung mit dem Finger werden Frequenz- und Amplitudenänderungen festgestellt.

Elektromagnetische Induktionsmethode: Bei dieser Methode werden Änderungen des durch elektromagnetische Induktion erzeugten elektrischen Feldes bei der Annäherung des Stifts erfasst, wobei die Eingabe mit einem speziellen Stift, der ein Magnetfeld erzeugt, vorausgesetzt wird und sie zeichnet sich durch eine extrem hohe Erfassungsgenauigkeit aus.

Bedienbarkeit, Sichtbarkeit und Dünnheit

Touchscreen-Displays, wie sie für Smartphones typisch sind, sind in der modernen Gesellschaft unentbehrlich geworden, z. B. in Geldautomaten, Fahrkartenautomaten, Verkaufsautomaten, Autonavigationssystemen, Fertigungs- und Prüfgeräten, um nur einige Beispiele zu nennen.

Hier einige Beispiele aus dem Blickwinkel der Bedienbarkeit und Sichtbarkeit. Erstens: ein resistives Touchscreen, das auf eine Flüssigkristallanzeige laminiert ist, eine Konfiguration, die in Autonavigationsanwendungen weit verbreitet ist. Die Bedienbarkeit des Touchscreens in dieser Konfiguration weist folgende Merkmale auf:

1. Die Erkennung von Berührungskoordinaten ist auf eine Stelle beschränkt (einmalige Berührung).
2. Ein gewisses Maß an physischem Druck ist erforderlich
3. Es ist keine Leitfähigkeit des Berührungsmittels erforderlich (es können beliebige Handschuhe getragen werden).

Die Sichtbarkeitsmerkmale des Displays in derselben Konfiguration umfassen Folgendes:

1. Es erweist sich eine etwas geringere Durchlässigkeit des Panels (Helligkeit des Displays).
2. Newton-Ringe sind aufgrund der vorhandenen Luftspalte gut sichtbar.

In den letzten Jahren wurde das resistive System durch das projiziert-kapazitive System (eine Art kapazitives System) als Standardkonfiguration ersetzt, das sich durch folgende Merkmale auszeichnet:

1. Die Erkennung mehrerer Koordinaten (Multi-Touch) ist möglich.
2. Die Koordinaten werden einfach durch Annäherung eines Fingers an die Oberfläche des Bildschirms erfasst und dank der verbesserten Empfindlichkeit ist auch eine berührungslose Bedienung (Schwebeeingabe) möglich.
3. Eine Vielzahl von Bewegungseingaben (Streichen, Wischen, Auf- und Zuziehen usw.) ist möglich.
4. Es ist eine Leitfähigkeit des Berührungsmittels erforderlich (eingeschränkte Verwendung von Handschuhen, weniger empfindlich auf Fingernägel).

Zu den Sichtbarkeitsmerkmalen des Displays in derselben Konfiguration gehören:

1. Hohe Durchlässigkeit des Panels (Helligkeit des Displays)
2. Verbesserte Sichtbarkeit aufgrund des Fehlens von Luftspalten, wodurch Newton-Ringe und unerwünschte Oberflächenreflexionen unterdrückt werden

Solche projiziert-kapazitiven Touchscreen-Displays werden derzeit nicht nur in Kfz-Navigationssystemen, sondern auch in einer Vielzahl anderer Geräte verwendet, wobei mobile Geräte wie Smartphones und Tablets typische Beispiele sind. Infolge des Strebens nach immer dünneren und leichteren mobilen Geräten wurden auch Touchscreen-Displays mit in das Display integrierter Touchscreen-Funktion in der Praxis eingesetzt.

Die herkömmliche Methode, bei der das Touchscreen außen am Display angebracht ist, wird als „Out-Cell-Methode“ bezeichnet, während die Methode mit eingebauter Touchfunktionalität als „In-Cell-Methode“ bezeichnet wird. Mit der Umstellung von der Out-Cell- auf die In-Cell-Methode wurden die Treiber-ICs für die Ansteuerung des Display-Treibers und des Touch-Treibers in einen einzigen integriert und die Anzahl der Komponenten und die Herstellungsprozesse vereinfacht. Auf der Displayseite hat der Ersatz von LCDs durch OLED-Displays zu dünneren Displays mit verbesserter Sichtbarkeit und Anzeigeleistung geführt.

Große Touchscreen-Displays

Da die Displays immer größer werden, gibt es eine große Vielfalt an Größen und Anwendungen. Es wurden auch Produkte eingeführt, die an Fernsehern und LCD-Monitoren angebracht werden können, um sie zu Touchscreens zu machen.

Große Fernsehgeräte und Monitore sind gut sichtbar und können von vielen Menschen gleichzeitig betrachtet werden, auch aus größerer Entfernung, so dass sie für eine Vielzahl von Zwecken eingesetzt werden, z. B. für die Betrachtung durch große Personengruppen, Werbung und Besprechungen.

Durch die Hinzufügung von Touchscreen-Funktionen können neue und herkömmliche Verwendungszwecke noch bequemer gestaltet werden.

Zu den Einsatzmöglichkeiten gehören die Verwendung als elektronische Tafeln in Schulen, Vorführungen auf Messen, Präsentationen auf Konferenzen und digitale Beschilderung.

Digital Signage wird in Bahnhöfen, Kaufhäusern, etc. installiert und für Produktwerbung und Informationsanzeigen usw. verwendet. Durch die Verwendung von Touchscreens ist eine interaktive Kommunikation möglich wie z. B. Produkterklärungen und Wegbeschreibungen und kann als Ersatz für Verkäufer und Informationspersonal eingesetzt werden. Da Betriebsdaten gespeichert werden können, lassen sich neue Werte schaffen, die beispielsweise bei Verkaufsförderungsmaßnahmen eingesetzt werden können.

Touchscreens und Stifteingabe

Neben der Fingerbedienung kann das Touchscreen auch mit einem Stift als Eingabemethode bedient werden. Es gibt verschiedene Arten von Stiften mit unterschiedlichen Eingabemethoden:

• Druckempfindlich: Dieses System erkennt den Druck, wenn das Touchscreen gedrückt wird. Diese Methode wird seit langem verwendet und hat den Vorteil, dass sie Bedienungsfehler reduziert und die Bedienbarkeit verbessert, da sie eine detailliertere Bedienung als die Fingerbedienung ermöglicht.
• Kapazitiv: Allgemeine Smartphones verwenden eine Stiftfeder aus Silikongummi oder leitfähigen Fasern, die auf statische Elektrizität reagiert. Wenn die Schreibfeder jedoch nicht eine bestimmte Dicke hat, reagiert sie möglicherweise nicht, weil die statische Elektrizität zu schwach ist.
• Kapazitätssystem (selbsterzeugende elektrostatische Ladung): Eine eingebaute Batterie erzeugt elektrostatische Ladung und ermöglicht so eine dünnere Feder und ein feineres Schreiben. Die eingebaute Batterie muss ausgetauscht oder wieder aufgeladen werden.
• Elektromagnetische Induktion: Das von der Stiftspitze erzeugte Magnetfeld wird von einem Sensor auf der Touchscreen-Seite erfasst. Eine eingebaute Batterie auf der Stiftseite ist nicht erforderlich.

Was ist CAD/CAM-Software?

CAD/CAM-Software ist ein computergestütztes System für den Entwurf und die Konstruktion von mechanischen Produkten.

CAD/CAM-Software zeichnet sich dadurch aus, dass es im Vergleich zum Zeichnen mit der Hand auf Papier den Austausch von Daten mit anderen erleichtert, Maßfehler eliminiert, weniger Aufwand bei Änderungen erfordert und die Übertragung von Daten in Analysesoftware ermöglicht. Die Einführung von CAD/CAM-Software vor allem durch große Unternehmen hat dazu geführt, dass auch deren Tochterunternehmen diese Software übernommen haben, und es ist heute gängige Praxis, CAD/CAM-Software für die Konstruktion und den Entwurf zu verwenden.

Der Einsatz von CAD/CAM-Software verbessert die Effizienz der Konstruktions- und Entwurfsarbeit sowie der Produktionsprozesse in der Fertigung und erhöht die Arbeitseffizienz.

Anwendungen von CAD/CAM-Software

CAD/CAM-Software wird überall dort eingesetzt, wo mechanische Konstruktionen erforderlich sind, vor allem in der Fertigungsindustrie, z. B. bei Haushaltsgeräten, Elektronik, Automobilen, Robotern und Maschinenteilen.

Durch den Einsatz von CAD/CAM-Software wird der Entwicklungsprozess beschleunigt. Wenn Sie CAD-Zeichnungen der Produkte, die Sie verwenden möchten, erhalten, können Sie außerdem konstruieren und gleichzeitig CAD-Daten in die von Ihnen hergestellten Produkte integrieren. Bei CAD/CAM-Software gibt es je nach Leistung High-End-, Mid-Range- und Low-End-Modelle, und es ist wichtig, je nach Verwendungszweck den passenden Typ auszuwählen.

Typische Typen sind:

• CAD für die Produktentwicklung
  CAD für das Produktdesign ist ein CAD-System, das auf das Design von Massenprodukten spezialisiert ist. Typische Produkte sind CATIA und Solid Works.
• CAD für die Konstruktion von Anlagen
  CAD für die Anlagenkonstruktion ist auf die Konstruktion von Einzelmaschinen, Vorrichtungen, Automaten und Produktionsanlagen spezialisiert. Typische Produkte sind IRONCAD.

Funktionsweise der CAD/CAM Software

Die grundlegende Funktionsweise von CAD/CAM-Software besteht darin, Linien zu zeichnen, um eine grobe Form zu erstellen, Maße zu bestimmen und eine Zeichnung zu erstellen. CAD/CAM-Software wird in 2D-CAD und 3D-CAD unterteilt, die jeweils unterschiedliche Funktionsweisen haben.

1. 2D-CAD

2D-CAD, auch bekannt als zweidimensionales CAD, verwendet die Triangulationsmethode zum Zeichnen, bei der Linien und Bögen verwendet werden, um die Zeichnung in drei Teile zu unterteilen: Vorderansicht, Draufsicht und Seitenansicht. Dies ist die gleiche Methode wie bei handgezeichneten Zeichnungen. Die computergestützte Erstellung erleichtert die gemeinsame Nutzung und das Umschreiben von Daten.

2D-CAD ist leichter zu erlernen, da es keine Einschränkungen gibt und manche Software kostenlos ist. Im Gegensatz zu 3D-CAD ist 2D-CAD jedoch der beste Weg, um die Grundlagen des Zeichnens zu erlernen, da es dem Benutzer ermöglicht, die Form zu visualisieren.

2. 3D-CAD

3D-CAD, auch bekannt als dreidimensionales CAD, erstellt dreidimensionale Modelle in CAD-Software. Dieses CAD verwendet Kugeln, Rechtecke usw., um das Objekt in drei Dimensionen darzustellen. Man unterscheidet zwischen Drahtmodellen, bei denen das Objekt nur durch Umrisse dargestellt wird, Flächenmodellen, bei denen das Objekt nur durch Oberflächen dargestellt wird, und Volumenmodellen, bei denen sogar der Inhalt des Objekts beschrieben wird.

Einige CAD-Programme können Informationen wie Masse, Schwerpunkt und Oberfläche ausgeben, die dann bei der Konstruktion verwendet werden können. 3D-CAD wurde in vielen Bereichen eingeführt, da es einfacher ist, das fertige Produkt zu visualisieren als 2D-CAD. Andererseits sind die Kosten im Vergleich zu 2D-CAD höher, was die Implementierungskosten angeht.

Weitere Informationen zu CAD/CAM Softwares

Vorteile von CAD/CAM-Softwares

1. Es führt zu einer höheren Arbeitseffizienz
Der Einsatz von CAD/CAM-Software kann die Arbeitseffizienz im Vergleich zum manuellen Zeichnen erheblich verbessern. Wenn Papierzeichnungen manuell gezeichnet werden, müssen Korrekturen und Änderungen von Hand vorgenommen werden, was zeitaufwendig ist. Außerdem bleiben oft Bleistiftstriche und andere Flecken zurück, so dass die Zeichnungen schwer zu erkennen sind.

Bei CAD/CAM-Software hingegen können die eingegebenen Daten leicht geändert werden, was den Korrekturprozess einfacher macht als bei handschriftlichen Zeichnungen. Da die CAD-Daten der Teile verwendet werden können, ist es nicht notwendig, die äußeren Formen der Teile zu zeichnen.

2. Zeichnungsdaten können verwaltet werden
Bei CAD/CAM-Software werden die Zeichnungen nicht auf Papier, sondern als Daten verwaltet, was die gemeinsame Nutzung der Daten ermöglicht und zur Qualitätssicherung und Effizienz im gesamten Produktionsprozess führt. CAD-Zeichnungen ähnlicher Produkte, die in der Vergangenheit erstellt wurden, können ebenfalls umgeleitet und wiederverwendet werden, was die Durchführbarkeit der Suche erhöht.