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Análisis de Imágenes

¿Qué es el Análisis de Imágenes?

Análisis de ImágenesEl análisis de imágenes es la capacidad de un ordenador para reconocer atributos en una imagen. En otras palabras, se refiere a la capacidad de tomar características de datos digitales de una imagen adquirida y crear un algoritmo basado en el juicio subjetivo humano o en criterios humanos para tomar decisiones automáticamente.

Por ejemplo, la tecnología de análisis de imágenes está presente en nuestra vida cotidiana en las aplicaciones fotográficas de los smartphones. Esta tecnología sirve para clasificar los objetos de una fotografía mediante reconocimiento facial y mostrar una lista de objetos similares.

También utilizamos las redes sociales, donde el análisis de texto es una función básica. El análisis de imágenes también es cada vez más importante en los medios sociales.

Esto se debe a que, en términos de análisis de medios sociales, el análisis de imágenes se considera una extensión de la funcionalidad de análisis de texto aplicada al contenido visual.

La inteligencia artificial (IA), incluido el aprendizaje automático, se ha desarrollado desde la aparición de la IA a finales de los años sesenta. Hoy en día, esta tecnología puede utilizarse para tomar decisiones automáticamente extrayendo información de imágenes e información dada.

Introducción del Análisis de Imágenes

Un ejemplo de la introducción del análisis de imágenes es el desarrollo de métodos de ensayo de aberraciones cromosómicas.

El ensayo de aberración cromosómica es un método de prueba que utiliza células cultivadas para examinar la inducibilidad de aberraciones cromosómicas estructurales y numéricas por sustancias químicas con el fin de predecir las primeras fases de la carcinogénesis.

Las pruebas de cribado con microorganismos se utilizan a menudo para detectar mutágenos y carcinógenos en el agua natural y potable. Sin embargo, para evaluar cuantitativamente el riesgo para el ser humano, es conveniente realizar pruebas con mamíferos.

Por lo tanto, al utilizar células cultivadas de mamíferos como método de ensayo sencillo, también se puede tener en cuenta la seguridad.

Además, como es muy significativo incorporar pruebas de aberraciones cromosómicas utilizando células cultivadas de mamíferos, el análisis de imágenes de la multiplicación cromosómica se utiliza en la investigación para detectar aberraciones y proporcionar objetividad a los resultados de las pruebas.

Por otra parte, aunque la tecnología de análisis de imágenes está muy desarrollada, los métodos de análisis necesarios para utilizarla no han seguido el mismo ritmo. Por ello, esta investigación es sumamente importante para impulsar los métodos de análisis de imágenes.

 

Ventajas y Desventajas del Análisis de Imágenes

Entre las ventajas del análisis de imágenes figuran el aumento de la productividad, la mejora de las condiciones de trabajo y la reducción de los costes laborales. Por ejemplo, cuando el análisis de imágenes se incorpora al trabajo de inspección, puede identificar defectos como piezas sin necesidad de utilizar el ojo humano.

Además, el uso de máquinas clasificadoras y robots conectados al análisis de imágenes permite la clasificación automática de elementos de inspección. Esto facilita la realización de inspecciones durante largas jornadas de trabajo o en entornos peligrosos, contribuyendo así a la seguridad laboral. Asimismo, se reduce la pérdida de calidad debido a errores humanos y se minimizan los esfuerzos innecesarios, como la verificación manual de defectos de calidad pasados por alto, lo que libera tiempo para otras tareas y reduce los costes laborales.

Por otro lado, entre las desventajas del análisis de imágenes figuran el coste de los equipos para realizarlo y la escasez de aplicaciones informáticas.

Para realizar el análisis de imágenes se necesitan cámaras, sensores y monitores, lo que aumenta los costes iniciales. Además, como el análisis de imágenes es todavía una tecnología en desarrollo, puede resultar difícil encontrar el software y las aplicaciones adecuadas para la tarea.

Sin embargo, como se trata de un campo que probablemente seguirá desarrollándose, es necesario seguir de cerca la disponibilidad de productos adecuados a sus necesidades.

Métodos y Tipos de Análisis de Imágenes

Existen tres categorías principales de métodos típicos de análisis de imágenes: clasificación de imágenes, detección de objetos y segmentación de imágenes.

Clasificación de Imágenes

La clasificación de imágenes se refiere a los métodos que distinguen lo que hay en la imagen de interés y lo dividen en categorías. Las imágenes y fotografías contienen información diferente, que se utiliza para clasificar imágenes extrayendo características de la imagen rasterizada. Por ejemplo, un espacio de una imagen puede reconocerse haciendo que la máquina lo memorice como perro, gato, humano, cielo, árbol, etc.

Detección de Objetos

La detección de objetos es un método para detectar cuál es el objeto, utilizando un comportamiento similar al de la clasificación de imágenes. Sin embargo, además de esto, la detección de objetos también realiza operaciones para acotar la ubicación de la zona del objeto y repeler objetos distintos del que se está reconociendo. A diferencia de la clasificación de imágenes, que se centra en un solo objeto, la detección de objetos puede reconocer múltiples objetos en una imagen.

Segmentación de Imágenes

La segmentación de imágenes es un método para determinar qué es un área de una imagen. Este método suele funcionar combinando varias técnicas. Por ejemplo, para garantizar la fiabilidad de las regiones discriminadas, es necesario un proceso de etiquetado denominado anotación. La anotación es un método de discriminación que consiste en asignar etiquetas de información a los objetos adjuntando metadatos a una información específica.

Además, existen dos tipos de técnicas comunes en el análisis de imágenes:

1. Reconocimiento Facial

El reconocimiento facial es una tecnología que permite a un ordenador extraer e identificar los rasgos faciales de una persona. Al comparar la información de un rostro registrada en una base de datos con la información de un rostro detectado por un sensor, se utiliza una tecnología denominada reconocimiento facial. En los últimos años, no sólo es posible detectar rostros humanos, sino también rostros de animales. Además, la tecnología para leer las expresiones faciales se denomina reconocimiento de emociones y está en fase de investigación.

2. Reconocimiento de Caracteres

El reconocimiento de caracteres es una tecnología para leer e identificar caracteres en documentos en papel. Generalmente, el texto se captura como datos de caracteres utilizando un escáner para leer el texto o capturando el texto con una cámara. Los datos de caracteres capturados se convierten en datos de texto, que luego se utilizan para funciones de traducción o para comprobar diferencias en los caracteres.

Relación entre la IA y el Análisis de Imágenes

La IA, también conocida como inteligencia artificial, es un sistema en el que un ordenador realiza actividades intelectuales similares a las humanas, siguiendo el modelo de los mecanismos del cerebro humano. Estos mecanismos pueden combinarse con el análisis de imágenes para ofrecer una mayor seguridad.

Cada vez es más común el uso de diversos tipos de análisis de imágenes basados en la IA (Inteligencia Artificial), adaptados a las necesidades específicas. Este tema aborda los métodos habituales de reconocimiento de imágenes y explica cómo se aplican.

En primer lugar, para utilizar la IA hay que preparar los datos de la imagen y saber qué es lo que se quiere detectar. Esto se debe a que el análisis de imágenes mediante IA solo puede identificar un objetivo si puede reconocerlo.

Es importante contar con un conjunto de datos de imágenes lo suficientemente amplio para que el sistema aprenda las características del objeto a detectar. Sin embargo, incluso si el número de imágenes disponibles es limitado, es posible aumentar o disminuir dicho número mediante técnicas como ampliación, reducción o rotación de las imágenes.

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Pumpen für Flüssigkeiten

Was Ist Pumpen Für Flüssigkeiten?

Pumpen für Flüssigkeiten sind Pumpen für den Transport von Flüssigkeiten. Flüssigkeiten werden nach ihrer Art, z. B. Wasser, Öl oder Schlamm, oder nach ihren physikalischen Eigenschaften, z. B. hohe Viskosität, niedrige Viskosität, ätzend (säurehaltig) oder brennbar (gefährlich), klassifiziert.

Die Aufgabe von Pumpen für Flüssigkeiten besteht darin, Flüssigkeiten zu fördern. Sie können auch Flüssigkeiten mit geringem Füllstand ansaugen und fördern. Dabei spielen die physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit eine Rolle. Ist zum Beispiel die Viskosität hoch, wird das Pumpen schwierig. Außerdem kann es zu Kavitation kommen.

Einsatzmöglichkeiten von Pumpen Für Flüssigkeiten

Es gibt verschiedene Arten von Pumpen. Die beiden Haupttypen sind Verdränger- und Verdrängungspumpen.

Verdrängerpumpen haben eine feste Gehäusegröße und können ein festes Volumen fördern, wenn sich die Pumpe bewegt. Sie eignen sich daher für die Förderung von festen Volumina. Sie zeichnen sich auch durch ihre große Förderhöhe aus.

Nicht volumetrische Pumpen verfügen über einen Mechanismus, der ein Laufrad im Inneren des Gehäuses in Drehung versetzt. Das rotierende Laufrad pumpt die Flüssigkeit durch die Zentrifugalkraft so, dass sie verteilt wird. Obwohl die Pumpe Flüssigkeit relativ kontinuierlich fördern kann, ist der Nachteil eine geringe Dosierleistung.

Prinzip von Pumpen Für Flüssigkeiten

Pumpen sind Maschinen, die eine Flüssigkeit ansaugen. Dabei wirkt die Schwerkraft auf die Erde. Dieser Druck wird als 1 bar (Atmosphärendruck) bezeichnet. Die Flüssigkeit wird mit Hilfe von Laufrädern, Zahnrädern oder Schaufeln durch einen Behälter geleitet. Im Inneren des Behälters wird dann ein Vakuum erzeugt. In einem Vakuum ist der Druck niedriger als der Atmosphärendruck, so dass die Flüssigkeit, die in der Atmosphäre unter einem höheren Druck steht, in die Pumpe gedrückt wird. Dies ist das Prinzip des Ansaugens mit einer Pumpe.

Die Pumpe besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse, einem Motor und einer sie verbindenden Welle. Um zu verhindern, dass die Flüssigkeit im Gehäuse in den Motor eindringt, ist an der Welle eine Wellendichtung angebracht. Diese fungiert als Packung, die die durch die Drehung der Welle entstehenden Lücken ausfüllt. Es werden hauptsächlich Stopfbuchspackungen und Gleitringdichtungen verwendet. Stopfbuchspackungen erhalten die Schmierung und Abdichtung aufrecht, indem sie eine kleine Menge an innerer Flüssigkeit austreten und einsickern lassen. Stattdessen müssen sie bei Bedarf nachgespannt werden. Gleitringdichtungen bieten eine mechanische, federbelastete Dichtung. Sie sind daher sehr präzise.

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Grobe Führungen

Was Ist Eine Grobe Führungen?

Eine Grobführung gehört zu den Vorrichtungselementen, die in Werkzeug-, Montage- und Prüfmaschinen zur Fixierung von Produkten verwendet werden.

Im weitesten Sinne werden sie verwendet, um die Position eines Produkts bis zu einem gewissen Grad vor der genauen Positionierung zu bestimmen.
Sie werden hauptsächlich verwendet, wenn der Bediener das Produkt auf die Vorrichtung setzt, und nicht, wenn es von einem Roboter gesetzt wird.

Grobführungen können dazu verwendet werden, das Produkt automatisch in einer bestimmten Position zu fixieren, was den Vorteil hat, dass die genaue Positionierung beschleunigt wird.

Anwendungen von Grobführungen

Nachfolgend einige Beispiele für den Einsatz von Grobführungen

1.Grobpositionierung in Abhängigkeit von Der äUßeren Form Des Werkstücks

Blöcke usw. werden auf die Vorrichtung gesetzt, um sie mit der Form des Werkstücks auszurichten.
Die Befestigungslöcher im Block sind oft lang oder haben Löcher, die einige mm größer sind als die Befestigungsbolzen, so dass sie in eine Position gebracht werden können, die bei der eigentlichen Arbeit leicht zu handhaben ist.

2.Grobe Positionierung Durch Einsetzen Eines Dünnen Stifts in Ein Materialloch Oder Ein Anderes Loch Im Werkstück

Für eine präzise Positionierung wird anstelle einer Materialbohrung eine bearbeitete, maßkontrollierte Bohrung verwendet, aber bei Grobführungen wird ein Stift eingesetzt, der einige mm kleiner ist, so dass die Materialbohrung verwendet werden kann.

Merkmale von Schruppführungen

Es gibt mehrere Arten von Schruppführungen mit unterschiedlichen Merkmalen.
Die folgenden Schruppführungen haben zum Beispiel folgende Eigenschaften

1.L-Förmige Block-Grobführungen

Diese Teile werden für Grobe Führungen an den Ecken des zu bearbeitenden Produkts verwendet.
Die Grobe Führung wird mit einem Spalt von mehreren Millimetern zwischen der Ecke des Produkts und der Groben Führung eingebaut.
Grobe Führungen werden in der Regel an zwei diagonalen Stellen angebracht, um das Produkt in eine bestimmte Position bringen zu können.
Der Teil der Grobführung, der das Produkt führt, ist im Allgemeinen in einem Winkel von 60° geneigt, so dass das Produkt automatisch in die richtige Position geführt wird, wenn es der Neigung folgt.

2.Stiftförmige Grobe Führungen

Grobe Führungen steuern die Position und die Phase des Produkts, indem mehrere Stifte mit einem Durchmesser von wenigen Millimetern in die Material- oder Bearbeitungsbohrung des Produkts eingeführt werden.
Um das Innere der Produktbohrung nicht zu beschädigen, können die Spitzen der Stifte abgerundet sein oder aus Harz bestehen.
Wenn die Stifte aus Harz bestehen, können sie jedoch durch Stahlspäne, die in ihnen stecken, beschädigt werden, so dass die Umgebung, in der sie verwendet werden, berücksichtigt werden muss.

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Bildverarbeitungs-Beleuchtung

Was Ist Bildverarbeitungs-Beleuchtung?

Im Allgemeinen werden die Leuchtdichte- und Farbinformationen durch die Eigenschaften des Beleuchtungslichts, die Reflexionseigenschaften des Objekts und die Erkennungseigenschaften der Kamera bestimmt.

Die geeignete Art, Form, Position und Farbe der Beleuchtung hängt vom Zweck der Bildverarbeitung ab. Bildverarbeitungs-Beleuchtungen erfordern ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis (S/N), eine gleichmäßige Beleuchtung und eine stabile Ausleuchtung.

Zu den Beleuchtungsarten gehören LED, Halogen, Fluoreszenz und Xenon, wobei die LED-Beleuchtung für die Bildverarbeitungs-Beleuchtung als überlegen gilt.

Verwendungszwecke Der Bildverarbeitungs-Beleuchtung

Die Bildverarbeitungs-Beleuchtung wird hauptsächlich zur Erkennung von Fehlern und Fremdkörpern in Industrieprodukten eingesetzt.

Fehler in Industrieerzeugnissen können geprüft werden, indem das Objekt mit Licht in geeigneter Form, Position und Wellenlänge beleuchtet und die Schattierung des von der Kamera erfassten Bildes verwendet wird.

In gleicher Weise können Fremdkörper in Industrieprodukten geprüft werden, indem eine geeignete Beleuchtung durch die Rückseite des Industrieprodukts gesendet und mit einer Kamera erfasst wird.

Da die Reflexionseigenschaften des Lichts (Reflexionswinkel, spektrale Eigenschaften) je nach Objekt variieren, wird eine Beleuchtung verwendet, die den Einfallswinkel und die Wellenlänge flexibel verändern kann.

Prinzip Der Bildverarbeitungs-Beleuchtung

Drei Faktoren beeinflussen die Schattierung eines Bildes: die Eigenschaften der Lichtquelle, die Eigenschaften der Objekte, die das Licht reflektieren oder durchlassen, und die Eigenschaften der Kamera, die das Licht aufnimmt. Außerdem ist bekannt, dass diese Eigenschaften mit der Wellenlänge des Lichts variieren (spektrale Eigenschaften).

Bei der Erkennung von Fehlern in Industrieprodukten wird die diffuse Reflexion des Lichts im Bereich des Fehlers genutzt. Wenn das Industrieprodukt von einer gerichteten Lichtquelle in einem geringen Winkel angestrahlt wird und die Kamera das direkt reflektierte Licht nicht erkennt, kann nur das von der zerkratzten Stelle diffus reflektierte Licht erfasst werden. Infolgedessen wird nur im Bereich des Fehlers ein helles Bild erzeugt.

Um das Vorhandensein von Fremdkörpern im Inneren eines Industrieprodukts zu prüfen, wird Durchlicht von einer Lichtquelle mit einer bestimmten Wellenlänge ausgestrahlt und von einer Kamera erfasst. Da verschiedene Objekte unterschiedliche spektrale Eigenschaften haben, können die spektralen Eigenschaften der Lichtquelle so eingestellt werden, dass nur die Fremdkörper hell erscheinen.

Die gewünschte Beleuchtung variiert je nach Zweck der Bildverarbeitung, aber die folgenden Kriterien werden hauptsächlich bei der Auswahl der Beleuchtung verwendet: erstens, ob sie direkt, diffus oder durchscheinend sein soll; zweitens, die Form und Größe der Beleuchtung; drittens, die Farbe (spektrale Eigenschaften) der Beleuchtung; viertens, die Lichtquelle sollte eine andere Wellenlänge als das beleuchtete Objekt haben.

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Hochspannungswandler

Was Ist Ein Hochspannungswandler?

Ein Hochspannungswandler ist ein Gerät, das Hochspannungsströme umwandelt, z. B. 200 V und 400 V, die zu den Industriespannungen gehören. Wandler, die Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln, werden AC/DC-Wandler genannt, während Wandler, die Spannung von Gleichstrom in Gleichstrom umwandeln, DC/DC-Wandler genannt werden. Die meisten AC/DC-Wandler verwenden Dioden, z. B. MOSFETs, um Wechselstrom durch Schalten in Gleichstrom umzuwandeln, während DC/DC-Wandler die Spannung durch Widerstände oder andere Komponenten variieren, die einen Spannungsabfall verursachen.

Verwendungen von Hochspannungswandlern

Hochspannungswandler werden in vielen Branchen eingesetzt, in denen industrielle Hochspannungsversorgungen verwendet werden. Zu den Anwendungen gehören die Stromversorgung für den Antrieb industrieller Gleichstrommotoren, die Umwandlung industrieller Geräte, die mit Gleichstrom betrieben werden, von Wechselstrom und Spannungsabfälle zur Umwandlung des Stroms in den Nennstrom, mit dem die Geräte betrieben werden. Bei der Auswahl eines Hochspannungswandlers ist zu berücksichtigen, ob er für den zu verwendenden Strom und die Spannung geeignet ist, sowie seine Größe, Verluste, Isolationsleistung und Sicherheit.

Funktionsprinzip Des Hochspannungswandlers

Das Funktionsprinzip von Hochspannungswandlern wird für AC/DC und DC/DC getrennt erläutert.

  • AC/DC-Hochspannungswandler
    Ein AC/DC-Hochspannungswandler besteht aus einer AC-Netzanschlussklemme, einer DC-Netzanschlussklemme, einer MOSFET-Diode usw. Die Dioden sind im Allgemeinen in einer rautenförmigen Anordnung von vier Stück angeordnet. Die Schaltfunktion der MOSFETs wird genutzt, um Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln. Wenn der Wechselstrom das rautenförmige Diodenbündel durchläuft, wird der Strom in positiver Richtung unverändert durchgelassen, während der Strom in negativer Richtung mit umgekehrtem Vorzeichen durchgelassen wird. Auf diese Weise wird der Wechselstrom in Gleichstrom umgewandelt.
  • DC/DC Hochspannungswandler
    Bei DC/DC-Hochspannungswandlern kann ein Widerstand im Wandler, ein Transistor oder ein Transformator angeschlossen sein. Bei Widerständen werden die Widerstände in den Stromkreis geschaltet, um einen Spannungsabfall zu verursachen und so die Spannung zu verringern. Bei einem Transistor wird die Gesamtspannung durch Schalten verringert, indem der Strom wie eine Pulswelle übertragen wird. Transformatoren verursachen einen Spannungsabfall, der von der Anzahl der Spulenwindungen abhängt. Es ist auch möglich, die Spannung in Abhängigkeit von der Anzahl der Spulenwicklungen zu erhöhen.
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Kühlkörper für Leiterplatten

Was Ist Ein Kühlkörper Für Leiterplatten?

Kühlkörper werden verwendet, um den Betrieb von Schaltungen zu stabilisieren, indem sie die von elektronischen und elektrischen Bauteilen auf Leiterplatten erzeugte Wärme ableiten.

Halbleiterkomponenten in verschiedenen Schaltkreisen neigen dazu, eine besonders große Wärmemenge zu erzeugen, wenn eine große Antriebsleistung erforderlich ist. Im Zuge der Weiterentwicklung der Halbleiterverfahren werden große integrierte Schaltungen in extrem kleinen Abmessungen realisiert, und Geräte mit derart komplexen und fortschrittlichen Funktionen und Leistungen erzeugen ebenfalls eine große Menge an Wärme.

Um die erzeugte Wärmemenge so weit wie möglich zu reduzieren, werden auf der Seite der Halbleiterbauelemente verschiedene Maßnahmen ergriffen, um den Stromverbrauch zu senken. Dennoch ist der Einsatz von Kühlkörpern oft notwendig, um den stabilen Betrieb solcher Bauelemente aufrechtzuerhalten, wenn sie unter verschiedenen Umgebungen und Bedingungen eingesetzt werden.

Verwendungszwecke von Kühlkörpern Für Leiterplatten

Viele Verbraucher- und kommerzielle Geräte verwenden eine Vielzahl von Leiterplatten, und unter den Halbleiterkomponenten, die auf diesen Leiterplatten montiert sind, werden Kühlkörper für Leiterplatten häufig für ICs zur Leistungssteuerung und SOCs und Mikroprozessoren zur Steuerung von Systemen verwendet, die besonders viel Wärme erzeugen.

Bei Leistungssteuerungs-ICs kommt es darauf an, wie effizient die benötigte Spannung in einer Reihe von Prozessen extrahiert wird, die den handelsüblichen 100-VAC-Eingang in Gleichstrom umwandeln, diesen in die im Schaltkreis benötigte Spannung umwandeln und dann das Rauschen entfernen, das in vielen Fällen Wärme erzeugt. In diesem Fall werden Kühlkörper für Leiterplatten eingesetzt. Die Wärmeentwicklung in Stromversorgungsschaltungen kann manchmal zu Problemen wie Entzündungen führen, so dass ein sorgfältiges Design erforderlich ist.

Außerdem steigt bei SOCs und Mikroprozessoren, die zur Steuerung des Systems verwendet werden, mit zunehmender Datenmenge die Betriebsgeschwindigkeit und damit auch die Wärmeentwicklung; wenn der SOC oder Mikroprozessor zu heiß wird, kann das System durchdrehen oder sich aufhängen, so dass ein sorgfältiges Wärmeableitungsmanagement erforderlich ist, Das System muss einen stabilen Betrieb gewährleisten.

Prinzip Der Kühlkörper Für Leiterplatten

Kühlkörper für Leiterplatten werden aus Aluminium, Eisen oder Kupfer hergestellt, die eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Um die Wärmeabfuhrkapazität des Kühlkörpers weiter zu erhöhen, wird die Oberfläche des Kühlkörpers vergrößert.

Dies kann erreicht werden, indem man eine große Anzahl dünner Platten auf der Oberfläche eines Plattenkühlkörpers mit Abstand zueinander anordnet oder eine Struktur mit einer großen Anzahl von Stäben verwendet, die auf die Oberfläche eines Plattenkühlkörpers geklebt werden.

Neben solchen Kühlkörpern werden manchmal auch luftgekühlte Lüfter verwendet, um die Umgebungstemperaturen zu senken, indem die Luft unter Stromantrieb zwangsweise bewegt wird, wenn eine effizientere Wärmeabfuhr erforderlich ist.

Luftgekühlte Lüfter sind ein sehr effektives Mittel zur Wärmeabfuhr, aber teurer als normale Kühlkörper, da sie eine eigene Antriebseinheit haben. Sie werden daher nur dort eingesetzt, wo es keine anderen Alternativen gibt und wo ein leichter Anstieg der Systemkosten in Kauf genommen werden kann.

Um eine möglichst hohe Wärmeleitfähigkeit zwischen den angeschlossenen Komponenten und dem Kühlkörper zu gewährleisten, wird ein spezieller Verbund aus gut wärmeleitendem Silizium verwendet.

Zwangsluftkühlung von Kühlkörpern für Leiterplatten
Es gibt zwei Kühlmethoden für Kühlkörper: natürliche Luftkühlung und forcierte Luftkühlung. Die natürliche Luftkühlung beruht, wie der Name schon sagt, ausschließlich auf der Wärmeabgabe des Kühlkörpers und ist in offenen, nicht umschlossenen Räumen vorteilhafter.

Die erzwungene Luftkühlung hingegen bezieht sich auf einen Luftstrom mit Hilfe von Lüftern. Bei der forcierten Luftkühlung ist es besser, ein Gehäuse zu haben, und das System steuert die Luftgeschwindigkeit innerhalb des Gehäuses durch die Größe der Kanalöffnung, so dass die Wärme entweichen kann.

Es gibt zwei Möglichkeiten für den Einsatz von Ventilatoren in der Umluftkühlung.

Zum einen als Ventilator, der die Luft zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Gehäuses austauscht, um die Innentemperatur zu senken. Der Luftstrom ist wichtig, um mehr Luft austauschen zu können.

Die zweite Funktion ist die eines Ventilators, der die Wärme um die Heizelemente, in diesem Fall die Kühlkörper, herumbläst. Hierfür ist die Luftgeschwindigkeit wichtig.

Bei der forcierten Luftkühlung verringert ein zu großer Strömungsweg die Luftgeschwindigkeit und ein zu kleiner Strömungsweg den Luftstrom. Um die richtige Luftgeschwindigkeit und Luftmenge aufrechtzuerhalten, ist es wichtig, dass die Mindestquerschnittsfläche des Strömungswegs gleich oder größer ist als die Mindestquerschnittsfläche des Ventilators.

Wie Werden Kühlkörper Für Leiterplatten Befestigt?

Es gibt verschiedene Methoden zur Befestigung von Kühlkörpern auf Leiterplatten, aber hier sind vier typische Beispiele.

Befestigung MIT Wärmeleitendem Doppelseitigem Klebeband

Bei dieser Methode wird ein Kühlkörper mit einem wärmeleitenden doppelseitigen Klebeband zwischen dem Kühlkörper und dem Heizelement befestigt. Sie wird häufig für kleine, leichte Kühlkörper verwendet.

Druckstifte

Bei dieser Methode wird der Kühlkörper mit Druckstiften auf der Platine befestigt und durch Federspannung in Position gehalten. Die Last wird durch die Feder bestimmt, ohne dass im Lot zwischen Platine und IC eine Zugkraft bei Vibrationen entsteht, z. B. bei der Montage auf einem BGA-Chip.

Z-Förmige Klammer

Auf der Platine sind zwei Anker vorgesehen, die mit Z-förmigen Drahtklammern befestigt werden. Sie zeichnet sich durch ihre einfache Verbindung und Trennung aus.

Abgestufte Schrauben

Eine Methode zur Befestigung des Kühlkörpers auf der Platine mit Stufenschrauben. Ähnlich wie bei der Push-Pin-Methode. Der Kühlkörper kann durch einfaches Drehen einer Schraube angebracht und entfernt werden, was den Austausch des Kühlkörpers erleichtert.

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Hartmetall-Kugelfräser

Was Ist Ein Hartmetall-Kugelfräser?

Hartmetall-Kugelfräser sind Schneidwerkzeuge mit einer kugelförmigen Schneide am Ende des Fräsers, die aus Hartmetall besteht.

Hartmetall, auch Sinterkarbid genannt, ist eine extrem harte Legierung. Sie wird hergestellt, indem Eisen mit Wolframkarbid oder Titankarbid versetzt und durch Pulversintern bei hohen Temperaturen zusammengepresst wird.

Kugelkopffräser haben Schneidkanten an der Seite und an einer Stirnseite, wobei die Stirnseite kugelförmig ist. Komplexe gekrümmte Oberflächen können bearbeitet werden. Hartmetall-Schaftfräser werden hauptsächlich für die Bearbeitung von Spitzenwerkzeugen eingesetzt.

Einsatzgebiete von Hartmetall-Kugelfräsern

Kugelkopffräser eignen sich für Zerspanungsarbeiten, bei denen gekrümmte Formen entstehen. Weitere Anwendungen sind die Bearbeitung von Verrundungen, um zu verhindern, dass sich Teile und Abfälle in den Ecken der Bodenfläche ansammeln, sowie kamabokoförmige Nuten als Fließkanäle für Flüssigkeiten.

Zu den spezifischen Anwendungen gehören die Formbearbeitung von Gussformen wie Spritzguss- und Linsenformen, Modellbau und Kleinteile. Die kugelförmige Spitze des Schneidwerkzeugs ermöglicht die Bearbeitung komplex gekrümmter Oberflächen. Er ist jedoch nicht für die Bearbeitung von Werkstücken geeignet, die an den unteren Ecken scharfe Kanten erfordern.

Die Zerspanung mit Kugelfräsern ist im Vergleich zu plastischen Umformverfahren wie dem Pressen maßhaltiger und komplexer.

Prinzip Der Hartmetall-Kugelfräser

Hartmetall-Kugelfräser können mit einer kugelförmigen Schneide gekrümmte Oberflächen bearbeiten. In Verbindung mit NC-Werkzeugmaschinen können zudem komplexe dreidimensional gekrümmte Flächen bearbeitet werden.

Kugelkopffräser haben aufgrund der kleinen Querschnittsfläche der Schneide keine große Steifigkeit. Daher ist Vorsicht geboten, da sie zu Kantenausbrüchen neigen. Hartmetalle für Schneidwerkzeuge werden in drei Anwendungskategorien eingeteilt: Typ P, Typ M und Typ K.

1. Klasse P

Die Klasse P hat eine ausgezeichnete Hitze- und Schweißbeständigkeit und enthält einen hohen Anteil an Titankarbid TiC und Tantalkarbid TaC. Diese Legierungen sind beständig gegen thermische Schäden wie Krater und thermische Risse. Hauptanwendungsgebiete sind die Verarbeitung von Stahl, legiertem Stahl und rostfreiem Stahl.

2. Klasse M

Die Klasse M enthält einen mäßigen Anteil an Titankarbid TiC, Tantalkarbid TaC usw. und ist eine Legierung, die sowohl gegen thermische als auch gegen mechanische Schäden beständig ist. Sie werden hauptsächlich bei der Verarbeitung von rostfreiem Stahl, Gusseisen und duktilem Gusseisen verwendet.

3. Klasse K

Die Klasse K ist eine Wolframkarbid-WC-Basislegierung mit ausgezeichneter Festigkeit. Sie ist besonders widerstandsfähig gegen mechanische Beschädigungen, wie z. B. Spaltverschleiß.

Sie wird vor allem bei der Bearbeitung von Gusseisen, Nichteisenmetallen und Nichtmetallen eingesetzt. Andererseits hat es aufgrund seiner Härte eine geringe Klebrigkeit und lässt sich leicht brechen. Nachteilig ist, dass es zwar druckbeständig, aber schwach gegen Zug- und Querkräfte ist.

Eigenschaften von Hartmetall-Kugelfräsern

Vorteile

  • Im Vergleich zu scherenden Verfahren wie z.B. dem Pressen bietet die Zerspanung mit Schaftfräsern eine höhere Maßgenauigkeit.
  • Im Gegensatz zu normalen Schaftfräsern ermöglicht die abgerundete Schneide die Bearbeitung komplex gekrümmter Flächen ohne Kanten. Gekrümmte Flächen können beliebig geformt werden, solange der Krümmungsradius größer ist als der Kugelradius des Kugelkopffräsers.
  • Mit einer Diamantbeschichtung kann ein höherer Grad an Raffinesse erreicht werden und es kann Hartmetall bearbeitet werden.
  • Die Schneide kann nachgeschliffen werden, wenn sie abgenutzt ist, was sie wirtschaftlich macht.

Nachteilig

  • Beim Schaftfräsen müssen mehr Teile entfernt werden, was zu einer geringeren Materialausbeute führt.
  • Die gewellte Oberfläche der bearbeiteten Fläche kann zu Oberflächenschwankungen führen. Infolgedessen erfolgt die Bearbeitung in einer Art “Fill-in”, was mehr Bearbeitungszeit erfordert.
  • Eine rechtwinklige Bearbeitung der unteren Ecken ist nicht möglich. Darüber hinaus ist der Spanabfluss schlecht.

Typen von Hartmetall-Kugelfräsern MIT Kugelkopf

Hartmetall-Kugelfräser lassen sich strukturell in drei Typen einteilen: Integralfräser, Freischneider und gelötete Fräser.

1. Integralausführung

Der Integraltyp ist ein Schaftfräser, bei dem Schaft und Schneide integriert sind. Seine hohe Steifigkeit ermöglicht eine hochpräzise Bearbeitung. Sie können auch nachgeschliffen und neu beschichtet werden, wenn sie abgenutzt sind. 2.

2. Typ MIT Getrennter Schneide

Beim Typ mit getrennter Schneide wird die Schneide, die so genannte Wendeschneidplatte, mit einer Schraube oder einer Halterung befestigt. Der Preis wird durch die teilweise Verwendung von Hartmetallmaterial reduziert. Ein Merkmal dieses Typs ist, dass die Schneide bei Abnutzung durch eine neue ersetzt werden kann. 3.

3. Gelötete Ausführung

Bei gelöteten Schaftfräsern ist die Schneide aus Sinterkarbid auf den Schaft gelötet. Dies ist ein kostengünstiger Typ.

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Neigungssensoren

Was Ist Ein Neigungssensoren?

Neigungssensoren sind Sensoren, die die Neigung (Neigungswinkel oder Steigung) eines Objekts messen.

Sie werden auch als Winkelsensoren, Neigungssensoren, Neigungssensoren oder Inklinometer bezeichnet. Sie basieren auf der Schwerkraft und werden horizontal installiert, um die Neigung zu messen.

Neigungssensoren mit zusätzlicher Elektronik zur Anpassung von Ein- und Ausgang können aufgrund des Dämpfungseffekts auch bei Messungen in einer vibrierenden Umgebung zuverlässige Messergebnisse liefern. Hochgradig stoßfeste Neigungssensoren können die Beschleunigung in bewegten Maschinen, Fahrzeugen, Flugzeugen und Baumaschinen messen.

Anwendungen Für Neigungssensoren

Neigungssensoren werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, bei denen eine Neigungseinstellung erforderlich ist.

  • Autoscheinwerfer
    Automatische Einstellung des Abstrahlwinkels von Scheinwerfern.
  • Bauwerke
    Erkennung der Neigung und anderer Alterungserscheinungen von Bauwerken.
  • Arbeitsfahrzeuge
    Erkennung der Neigung von Aufzügen, Kränen usw.
  • Transportmittel
    Erkennung des Umkippens von Transportmitteln wie Autos und Eisenbahnwaggons, um deren Umkippen zu verhindern.
  • Arbeitsbühnen
    Behält das Niveau der Ladeflächen von Forst- und Baumaschinen bei.
  • Korrektur von Industriemaschinen, optischen Geräten und Prüfgeräten
    Korrigiert die Neigung von Flugzeugen, Baumaschinen, elektronischen Waagen usw.
  • Smartphones
    Automatische Drehung des Bildschirms.

Prinzip Der Neigungssensoren

Neigungssensoren werden verwendet, wenn sie so installiert werden, dass sie in der Messrichtung horizontal liegen. Es gibt zwei Prinziptypen: den Elektrolyt-Typ und den MEMS-Typ (Micro-Electro-Mechanical Systems), wobei der MEMS-Typ in Bezug auf Genauigkeit und Reaktionszeit am häufigsten verwendet wird.

1. Elektrolyt-Typ (Kapazitätsmethode)

Die Neigung wird als Kapazitätsänderung aufgrund der Neigung der Flüssigkeit ermittelt, wobei die Tatsache ausgenutzt wird, dass die Oberfläche der Flüssigkeit horizontal ist. Ein Elektrodenpaar befindet sich am Boden des Geräts, und die leitende Flüssigkeit ist in einem Hohlraum im Inneren des Geräts eingeschlossen. Wenn zwischen den Elektroden eine Spannung angelegt wird, entsteht ein elektrisches Feld.

Wenn die Flüssigkeit fließt, ändert sich das elektrische Feld und der Innenwiderstand des Stromkreises, und der Winkel wird durch Messung des Ausmaßes dieser Änderung gemessen. Es ist jedoch Vorsicht geboten, da die Reaktionszeit relativ langsam ist und der Flüssigkeitsstand leicht durch Vibrationen beeinflusst wird.

2. Mems-Typ

Bei dieser Methode wird die Technologie der mikroelektromechanischen Systeme verwendet. Die Neigung wird durch die Auslenkung des Teils aufgrund der Schwerkraft gemessen. Es werden zwei Paare von festen und beweglichen Elektroden angeordnet.

Der Winkel wird durch Messung der Kapazitätsänderung gemessen, die sich aus der Änderung des Positionsverhältnisses der Elektroden aufgrund der Neigung ergibt, und ein Tiefpassfilter dämpft Erschütterungen usw., um Fehler zu verringern.

Weitere Informationen üBer Neigungssensoren

Neigungssensoren UND Beschleunigungssensoren

Neigungssensoren erfassen die Neigung (Neigungswinkel oder Neigung) eines Objekts, während Neigungssensoren und Beschleunigungssensoren auch als Sensoren erhältlich sind, die die Neigung messen können.

1. Neigungssensor

Der Sensorausgang selbst enthält Informationen über den Neigungswinkel. Aufgrund der geringen Frequenzschwankungen sind sie für die Messung des Neigungswinkels bei langsamer Bewegung oder im Stillstand geeignet.

Neigungssensoren erfassen die Neigung und sind daher nützlich, um das Umkippen von Kränen und Baufahrzeugen zu verhindern, z. B. von Baumaschinen.

2. Beschleunigungssensoren

Diese Sensoren erfassen die Beschleunigung, die auf ein Objekt einwirkt. Sie erfassen nicht nur die Richtung der Schwerkraft, sondern auch die Bewegung in den Richtungen vorne-hinten und links-rechts. Im Vergleich zu Neigungssensoren haben sie eine größere Frequenzbandbreite und können schnelle Bewegungen messen.

Beschleunigungssensoren werden z. B. in Anwendungen eingesetzt, die die vertikale und horizontale Anzeige eines Smartphones an die Umgebung anpassen, in der es benutzt wird.

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Messschieber

Was Ist Ein Messschieber?

Messschieber sind Messgeräte, die in erster Linie Innen- und Außendurchmesser und Dicken messen.

Im Gegensatz zu Messuhren haben sie verschiedene Rahmenteile, die am Ende der Skala montiert sind, was sie zu spezielleren Messgeräten macht.

Das Anlegeteil ist sehr unterschiedlich, aber das Anlegeteil ragt wie die Hörner eines Hirschkäfers in Form des Buchstabens U aus dem Zifferblattteil heraus. Die Spitze des U berührt das entsprechende Messteil und dient zur Messung des Maßes.

Zur Erleichterung der eigentlichen Arbeit kann das Tastteil passend zur Messstrecke gewählt werden.

Verwendungsmöglichkeiten Des Messschiebers

Die Anwendung ist wie folgt.

Zunächst wird das für das zu messende Teil geeignete Messelement aus dem Katalog der jeweiligen Firma ausgewählt und bezogen.

Dann setzt man den Messschieber auf die entsprechende Messstrecke des Modells und stellt 0 (Null) auf das angegebene Maß ein.

Dann wird der Messschieber vom Modell abgenommen und an das betreffende Messteil des Messwerkstücks angelegt, um die Maßdifferenz am Messschieber zu überprüfen. Die Abmessungen des betreffenden Messteils können anhand der angegebenen Maße und der Maßdifferenz überprüft werden.

Wie bei Messuhren muss die Kalibrierung über einen bestimmten Zeitraum und nach einer bestimmten Methode erfolgen. Die Kalibrierung ermöglicht die Überprüfung der korrekten Maßdifferenz auf dem Messteil.

Prinzip Der Messschieber-Messuhren

Messschieber bestehen im Wesentlichen aus einer Messuhr, einem Messglied am Ende und einem Rahmen (z. B. zwei U-förmige Säulen oder zwei L-förmige Säulen), der sie verbindet.

Durch eine hochspezialisierte Geometrie ist es möglich, Bereiche zu messen, die mit gewöhnlichen Messuhren oder digitalen Tasterzirkeln nicht gemessen werden können. Zum Beispiel bei der Messung des Außendurchmessers einer Welle in einem komplizierten Innenraum, bei der Messung des konkaven R-Maßes einer zylindrischen Form innerhalb eines geschlossenen Umfangs oder bei der Messung der Dicke oder Höhe eines Teils, wo ein Höhenmessgerät keinen ausreichenden Messpunkt liefern kann.

Der Rahmen hat eine feste und eine bewegliche Seite, so dass sich die Spitze der eingebauten Messuhr um die gleiche Strecke bewegt, wie sich das Spitzenmesselement bewegt, und die bewegliche Seite hat einen Teil, der den Messabschnitt der Messuhr berührt. Auf diese Weise kann die Bewegung um die gleiche Strecke wie das Messelement an der Spitze als Maßdifferenz der Messuhr angezeigt werden.

Es ist zu beachten, dass die Bewegungsrichtung des Rahmenteils oft anders ist, wenn das Spitzenmesselement die Messuhr berührt. Insbesondere wenn hochpräzise Messergebnisse erforderlich sind oder wenn der Kontakt zwischen dem Spitzenmesselement und dem zu messenden Werkstück nicht stabil ist, ist es notwendig, ein Modell des tatsächlichen Produkts mit bekannten Abmessungen für die 0 (Null)-Einstellung zu verwenden oder das Messverfahren und die Regeln zu klären.

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Messgeräte

Was Ist Ein Messgeräte?

Ein Exzentrizitätsmessgerät ist ein Gerät zur Messung der Exzentrizität eines rotierenden Objekts, z. B. einer Walze oder einer Motorwelle. Die Exzentrizität ist ein Maß für den Abstand zwischen dem Rotationszentrum und dem starren Zentrum, das den Mittelpunkt der Form des rotierenden Objekts darstellt. Rotierende Teile wie Präzisionsinstrumente sind oft so konstruiert, dass die Exzentrizität gleich Null ist, und jede Abweichung von der Exzentrizität kann zu Fehlfunktionen führen. Zwei typische Methoden zur Messung der Exzentrizität sind die Transmissionsmessung, bei der das Licht durchgelassen wird, und die Reflexionsmessung, bei der das Licht reflektiert wird.

Verwendungszwecke von Messgeräten

Messgeräte werden für die Inspektion und Wartung von Geräten mit rotierenden Motoren wie Werkzeugmaschinen, Roboterarmen und Walzen verwendet. Bei der Auswahl eines Messgeräts für die Exzentrizität müssen Messverfahren, Messgenauigkeit und Messbereich berücksichtigt werden.

Nachfolgend finden Sie Beispiele für den Einsatz von Messgeräten.

  • Exzentrizitätsmessung von Walzprofilen in Walzwerken
  • Exzentrizitätsmessung an der Welle einer Drehmaschine in einer Werkzeugmaschine
  • Exzentrizitätsmessung von rotierenden Teilen von Halbleiterfertigungsanlagen

Prinzip Der Messgeräte

Das Messprinzip der Exzentrizitätsmessung wird in Transmissions- und Reflexionsarten unterteilt.

  • Transmissionsart
    Das Transmissionsmessgerät besteht aus einem lichtaussendenden Teil mit einem angebrachten lichtemittierenden Element und einem lichtempfangenden Teil mit einem angebrachten lichtempfangenden Element. Der zu messende rotierende Körper wird zwischen dem lichtaussendenden und dem lichtempfangenden Teil angeordnet. Das vom lichtemittierenden Teil ausgestrahlte Licht wird vom rotierenden Körper aufgefangen, teilweise übertragen und vom Lichtempfangselement empfangen. Durch Abtasten des vom Lichtempfangselement empfangenen Lichts mit hoher Geschwindigkeit wird der Grad des Auslaufens beobachtet und die Exzentrizität berechnet. Je nach Produkt können einige Geräte die Exzentrizität genau messen, indem sie die Exzentrizität an mehreren Punkten messen.
  • Reflektierender Typ
    Reflektierende Messgeräte bestehen aus einem Gerät mit einem Lichtempfangselement und einem lichtemittierenden Element. Bei der Messung wird ein laserähnliches Licht, das vom lichtemittierenden Element ausgesendet wird, auf das sich drehende Objekt gestrahlt, das reflektierte Licht wird empfangen und die Exzentrizität wird anhand der Abweichung der Lichtperiode gemessen. Verglichen mit dem Transmissionstyp ist dieser Typ kleiner und kann nur aus einer Richtung messen, aber man muss vorsichtig sein, wenn das zu messende Objekt dünn ist, da der Fehler groß sein kann.