月: 2023年4月

Was ist ein PVC-Schlauch?

PVC-Schläuche sind Kunststoffrohre, die hauptsächlich aus Polyvinylchlorid (PVC) hergestellt werden. Da Polyvinylchlorid ein Harzmaterial mit guten elektrischen Isolationseigenschaften ist, werden PVC-Schläuche als Schutzmaterial für die Isolierung verschiedener elektronischer Geräte verwendet.

Beim Umgang mit großen Mengen an elektrischer Energie, die für den menschlichen Körper gefährlich ist, in Umgebungen, in denen ein Kontakt mit Menschen wahrscheinlich ist, kann der Schutz von Kabeln und Anschlüssen mit PVC-Schläuchen das Risiko von Stromschlägen durch unbeabsichtigten Kontakt und die Verringerung der Kriechströme, bei denen sich Staub ansammelt und entzündet, erheblich verringern.

Anwendungen von PVC-Schläuchen

Polyvinylchloridharz, der Rohstoff für PVC-Schläuche, hat eine Spannungsfestigkeit von 50 kV/mm oder mehr, fast doppelt so hoch wie die von Gummi oder Polyethylen, und verfügt über elektrische Isolationseigenschaften. PVC-Schläuche werden daher in allen Arten von elektronischen Geräten als Schutzmaterial verwendet, um Stromschläge und Kurzschlüsse zu verhindern.

Für den Schutz von Kabeln wurden auch PVC-Wärmeschrumpfschläuche entwickelt, die bei Erwärmung schrumpfen. Durch Erhitzen des Schlauches nach dem Einführen der Kabel haftet der Schlauch an den Kabeln und kann leicht eine Schutzschicht bilden.

PVC-Harz verfügt außerdem über eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit, einschließlich Reißfestigkeit, Chemikalienbeständigkeit, Wasserbeständigkeit und Flammfestigkeit, so dass es sich beim Transport von brennbaren Flüssigkeiten und Chemikalien bewährt hat.

Merkmale von PVC-Schläuchen

PVC-Harz ist ein so universell verwendeter Kunststoff, dass er neben Polyethylen, Polypropylen und Polystyrol als einer der vier wichtigsten Allzweckkunststoffe gilt. Es besteht aus Molekülketten, in denen Kohlenstoff, Wasserstoff und Chlor miteinander verbunden sind, und wird unter den Allzweckkunststoffen als amorphes Harz eingestuft.

PVC-Schläuche können auf verschiedene Weise verarbeitet werden, z. B. durch Spritzgießen, Vakuumgießen und Blasformen, während PVC-Rohre hauptsächlich durch Extrusionsgießen hergestellt werden. Da es sich um ein amorphes Harz handelt, ist der Volumenverlust durch die Kristallisation gering, und es können Produkte mit stabilen Abmessungen hergestellt werden.

Darüber hinaus ist PVC-Harz mit vielen Stoffen mischbar und kann daher durch Zugabe von Additiven eine große Vielfalt an Eigenschaften aufweisen. PVC-Schläuche zum Beispiel sind leichte, starre Schläuche, die im Wohnungsbau usw. verwendet werden und ebenso wie flexible PVC-Schläuche aus PVC-Harz hergestellt werden.

Obwohl es, wie oben beschrieben, viele Vorteile wie elektrische Isolierung und chemische Beständigkeit hat, ist PVC-Harz hitzeempfindlich und wird bei etwa 85 °C weich, so dass es für den Einsatz in Umgebungen, in denen es während des Gebrauchs heiß ist, nicht geeignet ist. Für Bässe wurden kältebeständige PVC-Schläuche entwickelt, die in Umgebungen von bis zu -40 °C verwendet werden können, ohne zu reißen oder zu brechen.

Was ist eine EMCCD-Kamera?

Eine EMCCD-Kamera ist eine CCD-Kamera, die mit Hilfe eines elektronenvervielfältigenden CCD-Elements niedrige Lichtstärken erkennen kann.

Für die Erfassung von Licht durch eine gewöhnliche CCD-Kamera ist eine bestimmte Menge an hellem Licht erforderlich. Bei der Umwandlung von Licht in elektrische Signale wird ein gewisses Maß an Rauschen (unerwünschte Informationen, die nichts mit Licht zu tun haben) hinzugefügt.

Selbst wenn schwaches Licht in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, geht es im Rauschen unter, sodass kein Bild mit ausreichender Intensität erzielt werden kann. Bei der Erkennung von Licht und dessen Umwandlung in elektrische Signale sind EMCCD-Kameras in der Lage, schwaches Licht zu erkennen, da der CCD-Sensor über eine elektronische Verdopplungsfunktion verfügt.

Anwendungen von EMCCD-Kameras

Die wichtigsten Anwendungsbereiche für EMCCD-Kameras sind Mikroskope und Teleskope. Der Beobachtungsbereich in einem Mikroskop ist sehr schmal, und die Helligkeit des Beobachtungsbereichs wird durch eine Blende und einen Reflektor erhöht, aber die Lichtmenge ist nicht ausreichend, wenn das Bild von einer gewöhnlichen CCD-Kamera aufgenommen wird.

Infolgedessen sind die aus dem Licht umgewandelten elektrischen Signale mit Rauschen behaftet. Eine EMCCD-Kamera hingegen kann schwaches Licht in elektrische Signale ausreichender Intensität umwandeln und verstärken. EMCCD-Kameras werden auch eingesetzt, um die geringe Lichtintensität beim Fotografieren lichtschwacher Objekte durch Teleskope auszugleichen.

Funktionsweise von EMCCD-Kameras

1. Mechanismus des CCD-Sensors

Ein CCD (Charge Coupled Device) ist ein ladungsgekoppeltes Gerät, das Licht in elektrische Signale umwandelt. Während herkömmliche Kameras auf Filmbasis (Kameras, die mit Film arbeiten) im lichtempfindlichen Bereich einen Silberhalogenidfilm verwenden, werden in vielen Digitalkameras CCD-Sensoren im lichtempfindlichen Bereich eingesetzt.

CCD-Sensoren bestehen aus kleinen Elementen (Fotodioden), die Pixel genannt werden. Die Fotodiode wandelt Licht in eine elektrische Ladung um, und der CCD-Sensor gibt die Ladung als elektrischen Strom aus, um ein Bild zu erzeugen.

2. EMCCD Funktionsweise

Aufgrund der rauschbedingten Eigenschaften des Stroms geht das elektrische Signal bei schwachen Lichtverhältnissen im Rauschen unter, sodass es unmöglich ist, ein angemessenes Bild zu erhalten. Der EMCCD-Sensor verdoppelt daher die aus dem Licht umgewandelte Ladung auf ein Niveau, auf dem sie nicht durch Rauschen beeinträchtigt wird.

Durch die Verdoppelung der Ladung wird auch das elektrische Signal verdoppelt, sodass die Schattierung des ausgegebenen Bildes deutlicher wird. Auf diese Weise können EMCCD-Kameras selbst in Mikroskopen, Teleskopen und anderen Anwendungen, bei denen geringe Lichtstärken erfasst werden müssen, Bilder mit ausreichender Schattierung aufnehmen, um von praktischem Nutzen zu sein.

Aufbau der EMCCD-Kamera

Eine EMCCD-Kamera besteht aus einem CCD-Sensorteil und zwei Mechanismen, die als Gain-Register bezeichnet werden.

1. CCD-Sensorteil

Durch das Anlegen unterschiedlicher Spannungen an Elektroden auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats der CCD-Sensoreinheit werden Potenzialtöpfe erzeugt. Wenn Licht von der CCD-Sensoreinheit empfangen wird, wird aufgrund des photoelektrischen Effekts eine Ladung erzeugt.

Nachdem die Ladung in der Potenzialmulde aufgefangen wurde, wird sie bei herkömmlichen CCDs durch einen Wechselstromwandler digitalisiert. Bei EMCCDs hingegen wird die Ladung vor der Digitalisierung zur Ladungsverdopplung in das Gain-Register transportiert.

2. Verstärkungsregister

Das Gain-Register ist ein Mechanismus zur Verdoppelung der vom CCD-Sensorteil gesendeten Ladung. Es macht sich das Phänomen zunutze (Stoßionisationsphänomen), bei dem während des Elektronentransfers ein hohes elektrisches Feld angelegt wird, um ein neues Elektron-Loch-Paar in einem hochenergetischen Zustand zu erzeugen.

Weitere Informationen über EMCCD-Kameras

Rauschfaktoren

Das EMCCD-Rauschen kann in die folgenden vier Kategorien eingeteilt werden, für die jeweils Gegenmaßnahmen ergriffen werden müssen.

1. Festes Musterrauschen
Hierbei handelt es sich um Rauschen, das durch Schwankungen in der Empfindlichkeit der einzelnen Pixel des CCD-Sensors entsteht.

2. Schussrauschen
Hierbei handelt es sich um Rauschen, das von der Anzahl der auf den CCD-Sensor auftreffenden Photonen abhängt. Wenn die Anzahl der Photonen zunimmt, nimmt auch das Schrotrauschen zu.

3. Dunkles Schrotrauschen
Der Strom, der im CCD-Sensor erzeugt wird, wenn keine Photonen eintreffen, wird als Dunkelstrom bezeichnet. Das Dark-Shot-Rauschen ist das durch den Dunkelstrom verursachte Rauschen und kann durch eine Reduzierung des Dunkelstroms verringert werden.

4. Ausleserauschen
Hierbei handelt es sich um Rauschen, das durch die Hardware der Kamera, einschließlich des CCD-Sensors, verursacht wird.

Was ist ein CO2-Sensor?

Ein CO2-Sensor ist ein Gerät, das die CO2-Konzentration kontinuierlich misst.

Geräte zur Messung der CO2-Konzentration in der Ausatemluft für medizinische Zwecke werden auch als Kapnometer bezeichnet. Unter den Geräten zur CO2-Messung werden tragbare Produkte mit einer Echtzeitanzeige oft als CO2-Sensor bezeichnet.

Das Display ist in der Regel digital mit einer 7-Segment-Anzeige, und es wird empfohlen, das Gerät an einem Ort zu installieren, der nicht leicht durch Atemluft oder Abgase beeinträchtigt wird. Da die CO2-Konzentration in der Atmosphäre etwa 0,4 % beträgt, ist die Maßeinheit in der Regel ppm.

Anwendungen von CO2-Sensoren

CO2-Sensoren sind im Handel weit verbreitet und werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von Büros bis zur Landwirtschaft. Spezifische Anwendungen sind folgende:

• Überprüfung der Belüftungsbedingungen in Büros und Besprechungsräumen, in denen sich viele Menschen aufhalten
• Kontrolle der CO2-Konzentration bei Pflanzen in Kunststoffgewächshäusern
• Überprüfung der CO2-Konzentration in dicht bevölkerten Bereichen wie Einzelhandelsgeschäften und Restaurants
• Bestätigung der Lüftungsbedingungen in Wohnräumen
• Analyse der Abgase von Heizkesseln und Autos

Eine unzureichende Belüftung kann zu Kopfschmerzen und anderen negativen Auswirkungen führen, weshalb die Messung der CO2-Konzentration häufig als Richtwert verwendet wird. Es kann in Ihrem eigenen Zimmer zu Hause installiert und als Richtwert für die Belüftung verwendet werden. Kunststoffgewächshäuser beispielsweise benötigen eine regelmäßige Zufuhr von CO2 über Kohlendioxidgas, weshalb CO2-Sensoren eingesetzt werden.

Funktionsweise der CO2-Sensoren

Bei den weit verbreiteten CO2-Sensoren handelt es sich um NDIR-Systeme (non-dispersive infrared concentration), die sich die Eigenschaft des CO2 zunutze machen, Infrarotstrahlung einer bestimmten Frequenz zu absorbieren und die Hauptbestandteile der Atmosphäre, N2 und O2, nicht zu stören. Im Vergleich zu anderen Messgeräten hat sich der NDIR-Typ aufgrund seiner einfacheren Struktur und kompakteren Größe durchgesetzt.

Im NDIR-System besteht das Messgerät hauptsächlich aus einer Lichtquelle, einer Probenzelle, einem Infrarotdetektor und einem Indikator. Die Lichtquelle sendet Infrarotstrahlung einer Wellenlänge aus, die von CO2 absorbiert und durch die Probenzelle zum Infrarotdetektor geleitet wird. Wenn CO2-haltige Luft in die Probenzelle strömt, wird die Infrarotstrahlung im Verhältnis zur CO2-Konzentration absorbiert. Die Ausgabe wird entsprechend der Menge der absorbierten Infrarotstrahlung in die CO2-Konzentration umgerechnet.

Die Hauptbestandteile der Luft, N2 und O2, absorbieren keine Infrarotstrahlung und können daher selektiv erfasst werden, während Wasserdampf und CO Infrarotstrahlung der gleichen Wellenlänge absorbieren und daher die Messung stören. Da eine Lichtquelle verwendet wird, ist es außerdem nicht für die Messung von verschmutzter Luft wie Rauchgas geeignet.

Arten von CO2-Sensoren

Es gibt mehrere Arten von NDIR-CO2-Sensoren, je nach Anzahl und Art der Lichtquellen.

1. Einstrahliger Typ

CO2-Sensoren mit einem Strahl haben nur eine Lichtquelle. Da es keine Lichtquelle gibt, mit der es verglichen werden kann, gibt es mehr CO2-Konzentration aus, wenn die Lichtemission aufgrund der Verschlechterung der Lichtquelle im Laufe der Zeit oder der Staubmenge schwächer wird. Es hat jedoch den Vorteil, dass es aufgrund seines einfachen Aufbaus kostengünstig hergestellt werden kann.

2. Zwei-Lichtquellen-System

Das Zweistrahlsystem verwendet zwei Lichtquellen und vergleicht beide, um eine Korrektur durchzuführen. Im Vergleich zum Einstrahlverfahren kann die Verschlechterung der Lichtquelle im Laufe der Zeit kompensiert werden, sodass genaue Daten gemessen werden können. Der Nachteil ist jedoch, dass zwei Lichtquellen erforderlich sind, was die Anzahl der Bauteile erhöht und das Ausfallrisiko steigert.

3. Zweistrahlverfahren

Bei der Zweistrahlmethode werden zwei Infrarot-Wellenlängen zur Messung von CO2 verwendet. Sie wird auch als Ein-Quellen-Zwei-Wellenlängen-Methode bezeichnet.

Durch den Vergleich der beiden Wellenlängen kann die Verschlechterung der Lichtquelle im Laufe der Zeit kompensiert werden und eine genaue CO2-Messung ist möglich.

Diese Methode hat weniger Komponenten als die Methode mit zwei Lichtquellen und kann die CO2-Konzentration genauer messen als die Einstrahlmethode. Aus diesem Grund ist die Zweistrahlmethode derzeit die gängigste Methode im NDIR-Bereich.

Weitere Informationen über CO2-Sensoren

Andere CO2-Sensoren als NDIR

Zu den anderen CO2-Sensoren neben der NDIR-Methode gehört die Festelektrolyt-Methode, die das chemische Gleichgewichtsverhältnis zwischen CO2 und Na2CO3 nutzt, um die elektromotorische Kraft zu messen, die durch die Zu- oder Abnahme von Natriumionen im Festelektrolyten verursacht wird, und diese in die CO2-Konzentration umzurechnen.

Sie ist zwar weniger anfällig für Störungen durch andere Komponenten, hat jedoch den Nachteil, dass sie von Temperatur und Feuchtigkeit beeinflusst wird.

Was ist ein ATX-Motherboard?

Ein ATX-Motherboard ist eine elektronische Platine mit den wichtigsten Geräten, die ein System für einen Computer mit ATX-Spezifikationen bilden.

Sie wird mit MB abgekürzt und ist auch als Systemplatine, Hauptplatine oder Logikplatine bekannt. Alle Komponenten eines Computers sind in irgendeiner Weise über Kabel und Anschlüsse mit der Hauptplatine verbunden und auch die Kommunikation und Stromversorgung zwischen den verschiedenen Komponenten erfolgt über die Hauptplatine.

Die Hauptplatine ist das Herzstück des Computers und spielt eine wichtige Rolle bei der Unterstützung der grundlegenden Funktionsweise des Computers. Aufgrund der Verbindungen zu allen Komponenten sind die Spezifikationen einer Hauptplatine jedoch komplex und umfassen viele verschiedene Anschlussmethoden und Kommunikationsstandards.

Wenn die Anschlussmethoden und Kommunikationsstandards nicht kompatibel sind, kann die Leistung der verwendeten Teile nicht voll ausgeschöpft werden, oder im schlimmsten Fall können die Teile selbst nicht angeschlossen werden, was zu Problemen wie Unbrauchbarkeit führt.

Anwendungen von ATX-Motherboards

ATX-Motherboards werden für interne Komponenten wie Desktop-PCs und Server in Kombination mit ATX-Netzteilen, CPUs, Arbeitsspeicher und externen Speichergeräten verwendet.

Es gibt Standards für die Größe der Hauptplatine; je größer die Hauptplatine ist, desto mehr Anschlüsse stehen zur Verfügung, und je mehr Teile angeschlossen werden können, desto größer ist die Erweiterbarkeit.

Es gibt vier Hauptgrößenstandards für selbstgebaute Computer:

• ATX
• Micro ATX
• Mini-ITX
• Nano ITX

Der Hauptunterschied besteht darin, dass jede dieser Hauptplatinen eine andere Größe als Hauptplatine hat, d. h. je kleiner die Hauptplatine ist, desto geringer ist die Anzahl der anschließbaren Anschlüsse.

Die geringere Größe bedeutet, dass sie in kleinere PC-Gehäuse eingebaut werden können, so dass sie hauptsächlich verwendet werden, wenn Sie einen kleineren Computer bauen wollen, um Platz zu sparen. Der Preis einer kleineren Hauptplatine ist in der Regel auch niedriger, so dass man sie in Betracht ziehen kann, wenn man den Preis niedrig halten möchte.

ATX-Motherboards sind der größte Standard für Motherboards und können daher in kompatible PC-Gehäuse eingebaut werden, vor allem in Mid-Tower-Gehäuse und darüber.

Kleinere Micro-ATX- und Mini-ITX-Motherboards sind mit kleineren PC-Gehäusen, z. B. Mini-Towern, kompatibel und können im Vergleich zu ATX-Motherboards Platz sparen. Darüber hinaus sind die Befestigungslöcher für die Montage der Hauptplatine standardisiert, so dass die Hauptplatinen kompatibel sind.

Die erforderlichen Spezifikationen der Hauptplatine hängen von der Anzahl der zu installierenden Teile ab, wie z. B. angeschlossene Geräte und Erweiterungskarten, sowie von den Kommunikationsstandards, so dass die Auswahl den Anforderungen entsprechen muss.

Funktionsweise von ATX-Motherboards

ATX-Motherboards bestehen aus einer integrierten Leiterplatte mit einem Muster, das auf eine gedruckte Schaltung übertragen wird, wobei die Platte aus einem harten, nicht leitenden Material besteht. Die Platine ist mit Buchsen, Klemmen und verschiedenen Steckplätzen für den Anschluss anderer Komponenten ausgestattet.

ATX-Motherboards enthalten je nach den eingebauten Komponenten folgende Bestandteile Die Betriebsumgebung und die Leistungsanforderungen müssen vor der Verwendung berücksichtigt werden.

1. Chipsatz

Steuert den Datenfluss von der externen Schnittstelle. Die Leistung des Chipsatzes bestimmt die Funktionen, die installiert werden können.

2. CPU-Sockel

Das Bauteil, in das die CPU eingebaut wird. Beim Einbau ist darauf zu achten, dass der Chipsatz dem Standard der kompatiblen CPU entspricht; es gibt zwei Haupt-CPU-Standards, Intel und AMD, so dass vor der Auswahl die Sockelform der zu verwendenden CPU geprüft werden muss. Einige Hauptplatinen können on-board montiert werden.

3. Speichersockel

Dies ist die Komponente, in die der Speicher eingebaut wird. Es gibt verschiedene Speicherstandards, wie z. B. DDR4, die sich hauptsächlich auf die Datenübertragungs-/Verarbeitungsgeschwindigkeit auswirken. Die Form des Sockels ist je nach Speicherstandard unterschiedlich, so dass überprüft werden muss, ob er dem entsprechenden Standard entspricht.

4. BIOS

Ein Programm, mit dem der Benutzer die grundlegenden Informationen und den Stromversorgungsstatus der auf der Hauptplatine angeschlossenen Hardware überprüfen und bedienen kann.

5. CMOS

Ein IC-Chip, der BIOS-Einstellungsinformationen speichert.

6. Batterie

Sie enthält BIOS-Konfigurationsinformationen und steuert die Uhr. Da die Stromversorgung häufig über eine Knopfbatterie erfolgt, muss diese regelmäßig ausgetauscht werden, da ein Stromverlust der Knopfbatterie zu Fehlfunktionen führen kann.

7. ATX-Stromanschluss

Dies ist ein Anschluss für die Stromversorgung des Motherboards selbst. Je nach Hauptplatine kann sich die Anzahl der Pins erhöhen oder verringern, je nachdem, welche Kombination von Strom eingespeist werden kann; daher muss geprüft werden, ob das Netzteil kompatibel ist.

8. Lautsprecher

Piept, um Sie über Fehler auf dem Motherboard zu informieren.

9. IDE-Anschluss/SATA-Anschluss/M.2-Steckplatz

Diese Anschlüsse werden für den Anschluss externer Speichergeräte wie Festplatten, SSDs und optische Laufwerke verwendet. Die Anzahl der Anschlüsse bestimmt die Anzahl der externen Speichergeräte, die angeschlossen werden können. Es ist daher ratsam, eine Hauptplatine mit ausreichend Platz für die zukünftige Erweiterung externer Speichergeräte zu wählen.

10. PCI-Steckplätze

Steckplätze, in die Erweiterungskarten eingesetzt werden können, um verschiedene Funktionen zu erweitern.

11. PCI-Express-Steckplatz

Die ist ein Steckplatz für den Anschluss einer Erweiterungs- oder Grafikkarte. Er wird auch als Anschlusssteckplatz für SSDs verwendet, da die Übertragungsgeschwindigkeit höher ist als bei PCI-Steckplätzen. Je nach Form der Grafikkarte sind möglicherweise nicht alle Steckplätze nutzbar, da es zu Interferenzen mit umliegenden Komponenten kommen kann; daher muss auf die Abmessungen der Grafikkarte geachtet werden.

Weitere Informationen zu ATX-Motherboards

1. ATX-Motherboard-Normen

ATX-Motherboards sind durch den ATX-Standard definiert: Jedes ATX-Motherboard hat die Maße 305 x 244 mm.

Wenn Sie einen kleineren PC bauen möchten, können Sie ein Micro-ATX- oder Mini-ATX-Motherboard verwenden. Die Platinengröße für Micro-ATX beträgt 244 x 244 mm, während die Platinengröße für Mini-ATX 170 x 170 mm beträgt.

Die kleinere Platinengröße ist weniger ausbaufähig, da sie mit weniger PCI-Express-Steckplätzen und Speichersteckplätzen ausgestattet ist.

ATX-Boards haben in der Regel vier bis sieben PCI-Express-Steckplätze und vier bis acht Speichersteckplätze, während Mini-ATX-Boards null bis einen PCI-Express-Steckplatz und nur ein bis zwei Speichersteckplätze haben. Bei der Auswahl eines Motherboards muss die zukünftige Erweiterbarkeit berücksichtigt werden.

2. Chipsätze auf ATX-Motherboards

ATX-Motherboards sind mit Chipsätzen ausgestattet, die von verschiedenen Unternehmen entwickelt wurden. Es gibt zwei Haupttypen zur Auswahl: Intel-CPU-Chipsätze, die von Intel entwickelt wurden, und AMD-CPU-Chipsätze von AMD.

Der Chipsatz bestimmt, welche CPU des Unternehmens installiert werden kann, daher sollten Sie bei der Auswahl eines Motherboards immer auf den Chipsatz achten. Beachten Sie, dass der Chipsatz eines Motherboards später nicht ausgetauscht werden kann und spezifisch für das Motherboard ist.

Der Chipsatz ist für die Weiterleitung der von der CPU verarbeiteten Daten an Speicher, Festplatten, Erweiterungssteckplätze usw. zuständig. Aus diesem Grund werden sie manchmal auch als Brücken bezeichnet. Die Generation des Chipsatzes hat einen großen Einfluss auf die Leistung der Hauptplatine und des PCs insgesamt, so dass Sie beim Kauf einer Hauptplatine darauf achten müssen, mit welcher Chipsatzgeneration sie ausgestattet ist.

Was ist schwarz eloxiertes Aluminium?

Schwarz eloxiertes Aluminium ist eine Art der farbigen Eloxierung, bei der die Oberfläche von eloxiertem Aluminium mit einem Farbstoff schwarz gefärbt wird.

Eloxiertes Aluminium bezieht sich auf Aluminium, das einem Eloxierverfahren unterzogen wurde, bei dem die Oberfläche durch Elektrolyse an einer Anode mit einer Oxidschicht überzogen wird. Es ist korrosionsbeständiger als Aluminium in seiner ursprünglichen Form.

Der Glanzgrad kann durch die Behandlung vor und nach der Verarbeitung verändert werden, und es gibt verschiedene Arten, wie z. B. mattschwarz eloxiertes Aluminium und glänzend schwarz eloxiertes Aluminium. Es ist möglich, den Typ zu wählen, der am besten zur Funktion und optischen Gestaltung des zu verwendenden Produkts passt.

Anwendungen von schwarz eloxiertem Aluminium

Schwarz eloxiertes Aluminium hat eine hohe Korrosions- und Verschleißfestigkeit sowie eine hohe Härte und Isolierfähigkeit.

Zu den spezifischen Produkten gehören Haushaltswaren wie Brotdosen, Wasserflaschen und Kochutensilien wie Töpfe und Pfannen, Industrieausrüstungen wie Autos, Halbleiterbauteile und medizinische Geräte sowie die Innenausstattung von Schiffen und Flugzeugen. Schwarz eloxiertes Aluminium in glänzender und mattschwarzer Ausführung wird auch für optische Produkte verwendet.

Herstellung von schwarz eloxiertem Aluminium

Schwarz eloxiertes Aluminium wird in folgender Reihenfolge hergestellt: 1) Eloxieren des Aluminiumsubstrats und 2) Einfärben des eloxierten Aluminiums.

1. Eloxieren

Eloxieren ist ein Behandlungsverfahren, bei dem Aluminium als Anode elektrolysiert wird, um eine Eloxalschicht auf der Aluminiumoberfläche zu erzeugen. Beim Eloxieren wird die Oberfläche des Aluminiumsubstrats zunächst im Elektrolyten aufgelöst, bevor die Eloxalschicht gebildet wird, so dass die Schicht aus zwei Schichten besteht: einer nicht porösen Sperrschicht und einer porösen Schicht.

Die anodisierte Aluminiumschicht ist hart, abriebfest und korrosionsbeständig und schützt das darunter liegende Aluminiumsubstrat. Während das Galvanisieren eine Behandlungsmethode ist, bei der die Elektrolyse als Kathode für das zu beschichtende Objekt verwendet wird, um einen Metallfilm auf der Oberfläche abzuscheiden, ist das Eloxieren ein Verfahren, bei dem das Aluminiumsubstrat als Anode verwendet und selbst elektrolysiert wird.

2. Eloxieren von anodisiertem Aluminium

Wie bereits erwähnt, bildet sich auf der anodisierten Aluminiumschicht eine poröse Schicht. Bei der Herstellung von schwarz eloxiertem Aluminium wird schwarzer Farbstoff in einen Färbetank gegeben und in diese Hohlräume gegossen, wo er von den Zellen absorbiert wird; sobald er absorbiert ist, werden die Hohlräume durch einen Versiegelungsprozess versiegelt.

Die Menge des absorbierten Farbstoffs hängt von der Dicke der eloxierten Aluminiumoxidschicht ab. Wenn also eine dunklere Farbe gewünscht wird, muss die Schichtdicke erhöht und die Menge des absorbierten Farbstoffs gesteigert werden. Schwarz glänzend eloxiertes Aluminium und mattschwarz eloxiertes Aluminium werden mit Chemikalien vorbehandelt.

Glänzend schwarz eloxiertes Aluminium ist eloxiertes Aluminium mit einem zusätzlichen Glanz. Im Gegensatz dazu wird beim mattschwarzen Eloxieren der Glanz durch Auftragen einer matten Oberfläche entfernt.

Arten von schwarz eloxiertem Aluminium

Schwarz eloxiertes Aluminium kann nach Schichtdicke und Farbstoff klassifiziert werden.

1. Schichtdicke

Die Standardschichtdicke des schwarz eloxierten Aluminiums beträgt ca. 10-30 µm; bei einer dünnen Schichtdicke, z. B. 10 µm oder weniger, wird die Menge des an der Oberflächenschicht haftenden Farbstoffs verringert, und es kann kein ausreichender Effekt erzielt werden. Ein gewisses Maß an Schichtdicke muss gewährleistet sein, insbesondere wenn eine gleichmäßige schwarze Farbe erzielt werden soll.

Obwohl dickere Filme von 30 µm oder mehr gebildet werden können, lassen sie sich nicht an Stellen mit physikalischen Einschränkungen anbringen, wie z. B. an der Innenseite langer, dünner Rohre oder an der Innenseite von Teilen mit scharfen Formen (scharfe Kanten). Die Leistung der durch schwarz eloxiertes Aluminium erzeugten Schicht ist je nach Material sehr unterschiedlich, so dass die Schichtdicke unter Berücksichtigung der Farbstoffverträglichkeit berücksichtigt werden muss.

2. Farbstoffe

Ein typischer Farbstoff für schwarz eloxiertes Aluminium ist ein organischer Chromkomplexfarbstoff. Das Farbstoffmolekül hat eine Struktur, bei der ein organischer Ligand im Verhältnis 1:1 oder 1:2 an das metallische Chrom gebunden ist.

Die Komplexierung des organischen Liganden mit dem Chrom erhöht die Licht- und Wärmebeständigkeit des Farbstoffs im Vergleich zu einem einzelnen Chromliganden. Da der Porendurchmesser der Folie mehrere hundert Å beträgt, während die Größe der Farbstoffmoleküle etwa einige zehn Å beträgt, dringen die Farbstoffmoleküle in die Poren der Folie ein und werden durch Adsorption gefärbt.

Die wichtigsten organischen Liganden sind aromatische Ringe wie Benzol und Naphthalin, an die Substituentengruppen mit chromogenen Eigenschaften, wie Nitro- und Azogruppen, gebunden sind. Farbstoffe, an die Sulfonsäure-, Hydroxy- oder Aminogruppen gebunden sind, wurden ebenfalls entwickelt, um die Löslichkeit in Lösungsmitteln zu erhöhen.

Bei schwarz eloxiertes Aluminium-Oxid können die im Sonnenlicht enthaltenen ultravioletten Strahlen und die Wärme die Farbstoffmoleküle zersetzen, was zu Verfärbungen und Verblassen führt. Dies wird hauptsächlich durch die Verwendung organischer Farbstoffe verursacht. Aus diesem Grund wurden in den letzten Jahren Farbstoffe entwickelt, die gegen ultraviolette Strahlen und andere Elemente resistent sind.

Was ist eine Hochdruckpumpe?

Hochdruckpumpen sind Pumpen, die mit Differenzdruck arbeiten und einen hohen Druck beim Ansaugen und Ausstoßen aufweisen.

Es gibt keine eindeutige Definition von „Hochdruck“ in Bezug auf Druckwerte.

Einige Hersteller bezeichnen ihre Produkte als „Ultra-Hochdruckpumpen“ für Modelle mit einer Leistung von 1000 MPa oder mehr, während andere dies für Modelle mit einer Leistung von etwa 300 MPa ebenfalls tun.

Ebenso werden Pumpen, die große Förderhöhen ermöglichen (die Höhe, in der Flüssigkeiten gepumpt werden können), manchmal als Hochdruckpumpen bezeichnet.

Anwendungen von Hochdruckpumpen

Hochdruckpumpen werden in Kesselspeisepumpen (BFP: Boiler Feed Pump) für die Stromerzeugung, in Entkalkungspumpen bei der Herstellung von Waschmaschinen, Kühlschränken, Autos usw. und in der Entsalzungstechnik (Herstellung von Süßwasser aus Meerwasser für die Verwendung als Trinkwasser in Regionen mit schwerem Wassermangel, wie z. B. im Nahen Osten) eingesetzt. Darüber hinaus werden sie in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, z. B. in der Meerwasserentsalzungstechnik (zur Gewinnung von Süßwasser aus Meerwasser für die Verwendung als Trinkwasser in Regionen mit schwerem Wassermangel, wie z. B. im Nahen Osten).

Hochdruckpumpen werden auch in Hochdruckreinigern eingesetzt, da sie ein kraftvolles Reinigen und Abbeizen mit einer geringen Wassermenge ermöglichen (sog. ‚Jet Cleaning‘).

Funktionsweise der Hochdruckpumpen

Hochdruckpumpen werden durch Kreiselpumpen realisiert, die zu den nicht-volumetrischen Pumpen gehören.

Die Fähigkeit von Kreiselpumpen, Druck zu erzeugen, nimmt in der Reihenfolge Spiralpumpen, Turbinenpumpen und mehrstufige Spiralpumpen zu, weshalb die Funktionsweisen dieser Typen nacheinander erläutert werden.

Spiralgehäusepumpen haben ein Laufrad im Inneren des Gehäuses, das von einem Motor in Drehung versetzt wird. Wenn die Flüssigkeit aus der Richtung der Rotationsachse angesaugt wird, an der das Laufrad befestigt ist, entsteht durch die eingefüllte Flüssigkeit ein Druckunterschied zwischen dem Zentrum und der Peripherie, während sich das Laufrad dreht. Wenn die Flüssigkeit aus dem Zentrum mit niedrigem Druck angesaugt wird, wird sie durch die Zentrifugalkraft in die Richtung senkrecht zur Achse (Zentrifugalrichtung), d. h. nach außen, gedrückt, und der Druck wird in der Wirbelkammer (Spiralgehäuse) innerhalb des Gehäuses weiter erhöht und schließlich durch die Drucköffnung nach außen geleitet.

Bei Turbinenpumpen sind zusätzlich feste, nicht rotierende Schaufeln, so genannte Leitschaufeln, am Umfang des rotierenden Laufrads angeordnet. Die Geschwindigkeit der aus dem Laufrad austretenden Flüssigkeit wird in die Leitschaufeln geleitet, wo sie beim Durchgang zwischen den Schaufeln allmählich abgebremst und in Druckenergie umgewandelt wird, Auf diese Weise wird die unter hohem Druck stehende Flüssigkeit schließlich ausgestoßen.

Bei mehrstufigen Spiralgehäusepumpen sind die rotierenden Schaufeln und das Gehäuse auf einer einzigen Welle gestapelt, um die Förderhöhe stufenweise zu erhöhen und so eine noch größere Förderhöhe zu erreichen.

Was ist ein hocheffizienter Motor?

Ein hocheffizienter Motor ist ein Motor, der elektrische Energie effizient in Antriebsenergie umwandelt.

Der Motor nimmt Energie auf und erzeugt eine Drehbewegung, aber dabei geht ein Teil der Energie in Form von Wärme und Verlusten verloren. Hocheffiziente Motoren sind Geräte, die so konstruiert sind, dass sie die Leistungsverluste minimieren und ihre effektive Nutzung maximieren.

Hocheffiziente Motoren erzeugen aufgrund der geringeren Verluste weniger Wärme. Dies hat den Vorteil, dass die Innentemperatur des Motors niedriger ist und sich dadurch seine Lebensdauer verlängert. Sie senken auch den Stromverbrauch und haben somit eine geringere Umweltbelastung.

Eine höhere Energieeffizienz verringert die Treibhausgasemissionen und schont die Energieressourcen. Hocheffiziente Motoren werden in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, unter anderem in Industrie- und Haushaltsgeräten. Im Rahmen der Bemühungen zur Verbesserung der Energieeffizienz und zur Verringerung der Umweltauswirkungen werden hocheffiziente Motoren immer beliebter.

Anwendungen von Hocheffizienten Motoren

Hocheffiziente Motoren werden in einer Vielzahl von Bereichen und Anwendungen eingesetzt.

1. Fabriken und Produktionsanlagen

Motoren, die in Fabriken und Produktionsanlagen eingesetzt werden, müssen hocheffizient sein. Hocheffiziente Motoren werden zum Antrieb von Pumpen und Kompressoren verwendet. Hocheffiziente Motoren können die Energiekosten senken und die Produktivität steigern.

2. Elektro- und Hybridfahrzeuge

Hocheffiziente Motoren spielen eine wichtige Rolle in Elektro- und Hybridfahrzeugen. Je höher der Wirkungsgrad des Motors ist, desto größer ist die Reichweite und desto effizienter ist der Ladevorgang.

3. Haushaltsgeräte

Hocheffiziente Motoren werden auch in Haushaltsgeräten eingesetzt. Hocheffiziente Motoren werden in Haushaltsgeräten wie Kühlschränken und Waschmaschinen eingesetzt, um Energie zu sparen und einen leisen Betrieb zu ermöglichen.

Funktionsweise von hocheffizienten Motoren

Hocheffiziente Motoren sind so konzipiert, dass sie den Wirkungsgrad der Energieumwandlung maximieren. Die Konstruktion des Magnetkreises ist besonders wichtig. Magnetkreise bestehen aus Spulen und magnetischen Materialien, die ein Magnetfeld erzeugen, wenn ein elektrischer Strom durch sie fließt. Die Optimierung der Form und der Materialien des Magnetkreises ermöglicht eine effiziente Übertragung und Konzentration des magnetischen Flusses.

Um die Verluste zu minimieren, werden häufig verlustarme Materialien verwendet. Für den Eisenkern werden Materialien mit geringem Kernverlust und für die Spulen Leiter mit geringem Widerstand verwendet. Dadurch werden Wärme- und Energieverluste verringert und der Wirkungsgrad verbessert.

Die Verluste werden häufig dadurch verringert, dass der Steuerkreis effizienter gestaltet wird. Durch eine optimale Stromversorgung und Stromregelung wird der Wirkungsgrad des Motors maximiert. Geringere Verluste können auch durch Leistungsrückspeisung und Drehzahlregelung durch Umrichter erreicht werden.

Arten von hocheffizienten Motoren

Hocheffiziente Motoren werden von der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) in verschiedene Effizienzklassen eingeteilt.

1. IE1

Konventioneller Standard-Wirkungsgradmotor. Sie haben einen relativ niedrigen Wirkungsgrad und sind nicht für Anwendungen mit hohem Wirkungsgrad geeignet. Weit verbreitet in allgemeinen industriellen Anwendungen als kostensparender Motor.

2. IE2

Motoren, die nach den IEC-Normen zur Verbesserung des Wirkungsgrads entwickelt wurden und einen höheren Wirkungsgrad als IE1 aufweisen. IE2-Motoren wurden für einen geringeren Energieverbrauch und einen effizienten Betrieb entwickelt.

3. IE3

Entwickelt für einen noch höheren Wirkungsgrad – IE3-Motoren haben einen höheren Wirkungsgrad als IE2 und reduzieren den Energieverbrauch noch weiter. Diese Motoren werden derzeit häufig in industriellen Anwendungen eingesetzt.

4. IE4

IE4-Motoren gelten als hocheffiziente Motoren. Sie sind noch effizienter als IE3-Motoren und senken den Energieverbrauch erheblich. Sie sind mit speziellen Technologien und Konstruktionen ausgestattet, die auf maximale Energieeinsparung ausgerichtet sind.

IE4 ist jedoch teuer, während IE3 oft wirtschaftlicher ist.

5. IE5

Die höchste Stufe der IEC-Effizienzstandards; sie ist noch effizienter als IE4 und reduziert den Energieverbrauch noch wirksamer. Sie umfasst die neueste Technologie und das neueste Design.

Weitere Informationen zu hocheffizienten Motoren

Wissenswertes über hocheffiziente Motoren

Hocheffiziente Motoren haben in der Regel einen höheren Wirkungsgrad und höhere Drehzahlen. Der Wechsel von Pumpen- oder Lüftermotoren von Standard- zu Hocheffizienzmotoren kann den Stromverbrauch erhöhen. Wenn die Last nicht durch Laufradsenkungen oder andere Maßnahmen reduziert wird, steigt der Energieverbrauch häufig an.

Auch der Anlaufstrom kann sich erhöhen. Es ist wichtig, im Voraus zu prüfen, ob die Verkabelung, die Unterbrecher und andere zugehörige Geräte in Ordnung sind.

Was ist ein hochfester Bolzen?

Hochfeste Bolzen sind viel stärker als die im allgemeinen Maschinenbau verwendeten Bolzen.

Das üblicherweise verwendete Stahlmaterial SS400 hat eine Zugfestigkeit von 400 N/mm2, während das für hochfeste Bolzen verwendete Material eine Mindestfestigkeit von 800 N/mm2 aufweist.

Aus diesem Grund wird er nicht für allgemeine mechanische Anwendungen, sondern im Bauwesen eingesetzt. Insbesondere werden sie häufig als Schrauben für die Befestigung von Stahlteilen in Reibungsgelenken verwendet, die häufig im Stahlbau eingesetzt werden.

Anwendungen von hochfesten Bolzen

Hochfeste Bolzen werden hauptsächlich im Bauwesen verwendet. Es gibt verschiedene Bauweisen, von denen die Bauweise mit Stahlrahmen im Vergleich zu Betonkonstruktionen sehr einfach ist.

Aus diesem Grund werden hochfeste Bolzen für die Verbindung von Stahlbauteilen verwendet. Bei Stahlkonstruktionen ist das Zusammenschweißen von Stahlrahmen sehr zeitaufwendig und die Qualität ist beim Schweißen vor Ort nicht stabil, daher werden sie mit einer Methode verbunden, die als Reibschweißen bekannt ist. Es werden hochfeste Bolzen verwendet, da zur Erzeugung dieser Reibungskraft ein hohes Drehmoment erforderlich ist.

Funktionsweise der hochfesten Bolzen

Da hochfeste Bolzen in Stahlrahmenverbindungen verwendet werden, bei denen hohe Drehmomente erforderlich sind, werden seit vielen Jahren Chromstahl und Chrommolybdänstahl verwendet, aber heutzutage ist kohlenstoffarmer Borstahl weit verbreitet.

Dadurch kann ein verzögerter Bruch verhindert werden, der bei Chrom- und Chrom-Molybdän-Stählen ein Problem darstellt. Hochfeste Bolzen werden je nach Form und Verwendungsart in zwei Typen unterteilt: hochfeste Torusia-Bolzen und hochfeste Sechskant-Bolzen.

Hochfeste Torusia-Schrauben haben eine spezielle Form für das Befestigungsteil und erfordern ein spezielles Werkzeug, aber die Handhabung des Drehmoments ist sehr einfach, da das Befestigungsteil so geformt ist, dass es bricht, wenn es über das angegebene Drehmoment hinaus angezogen wird.

Hochfeste Sechskantschrauben hingegen können mit denselben Schraubenschlüsseln und anderen Werkzeugen angezogen werden wie allgemeine Schrauben und Muttern, aber das Drehmomentmanagement kann vernachlässigt werden. Hochfeste Bolzen sind teurer als gewöhnliche Sechskantschrauben usw., werden aber immer wieder auf Baustellen verwendet, da Sechskantschrauben aus herkömmlichen Materialien den hohen Drehmomenten nicht gewachsen sind.

Weitere Informationen zu hochfesten Bolzen

1. Hochfeste Bolzen-Reibschlussverbindungen

Das Reibschlussverfahren für hochfeste Bolzen ist ein Verfahren zum Verbinden von Stahlblechen durch Reibungskräfte, die an den Kontaktflächen der Stahlbleche beim Zusammenziehen mit der starken Axialkraft des hochfesten Bolzens entstehen.

Verglichen mit dem Fügen, bei dem nur die Axialkraft einer normalen Schraube aufgebracht wird, erzeugt dieses Verfahren eine zusätzliche Verbindungskraft auf der Oberfläche der Stahlplatten und wird daher im Bauwesen, z. B. bei Straßenbrücken und Wolkenkratzern, eingesetzt, wo eine stärkere Verbindung erforderlich ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass im Gegensatz zu Nietverbindungen keine Schusswaffen benötigt werden und keine Fachkenntnisse wie Schweißen erforderlich sind.

Da hohe Reibungskräfte zwischen Stahlplatten erforderlich sind, ist es wichtig, dass die Kontaktflächen rutschfest sind. Die Rutschfestigkeit wird durch den in der Bauordnung vorgeschriebenen “Rutschbeiwert” bestimmt, der mindestens 0,45 betragen muss. Je höher der Gleitkoeffizient ist, desto größer sind der Widerstand und die Reibungskraft, so dass die Oberfläche des Stahlblechs im Vorfeld durch eine Reibungsoberflächenbehandlung aufgeraut wird.

2. Reibungsoberflächenbehandlung

Es gibt drei Arten der Reibungsoberflächenbehandlung: die Rotrostbehandlung, die Strahlbehandlung und die Phosphatbehandlung.

Rotrost erzeugende Behandlung
Bei der Rotrostbehandlung handelt es sich um eine einfache Behandlungsmethode, bei der die Kontaktfläche des Stahlblechs aufgeraut wird, z. B. mit einer Schleifmaschine, und anschließend an der Atmosphäre oxidiert wird.

Kugelstrahlbehandlung
Das Kugelstrahlen ist eine Behandlungsmethode, bei der feine Kugeln (Quarzsand oder Stahlkugeln), so genannte Medien, zusammen mit Druckluft aufgesprüht werden, um die Oberfläche mit feinen Unregelmäßigkeiten aufzurauen. Eine Besonderheit ist, dass die Oberfläche nach dem Strahlen ihren Metallglanz verliert.

Phosphatierung
Hierbei handelt es sich um ein einfaches Verfahren, bei dem Phosphatchemikalien auf die Klebefläche aufgetragen werden, und das weit verbreitet ist, da es nicht viel Zeit und Mühe erfordert. Es ist strengstens untersagt, in regnerischen oder feuchten Umgebungen zu arbeiten, da die Feuchtigkeit dazu führt, dass die Verbindung nicht haftet und sich ablöst.

3. Unterschiede zwischen hochfesten Bolzen und hochgespannten Bolzen

Hochfeste Bolzen und hochgespannte Schrauben sind identisch. Sie werden aus hochfestem Stahl (hochfester Stahl) hergestellt, daher die beiden Begriffe “hochfest” und “hochfest”. Es gibt verschiedene Arten von hochfestem Stahl: Einige haben einen höheren Nickelgehalt von ca. 3 %, um die Salzbeständigkeit in Küstennähe zu erhöhen, während andere witterungsbeständig sind und erhöhte Mengen an Ni und Cu enthalten, um die Korrosionsbeständigkeit in der Atmosphäre zu erhöhen.