月: 2023年6月

Was ist eine Halbleiter-Fertigungsanlage?

Halbleiter-Fertigungsanlagen sind Ausrüstungen für die Herstellung von Halbleitern, die in Transistoren und integrierten Schaltkreisen verwendet werden.

Halbleiter werden in vielen elektronischen Geräten wie Cloud-Diensten und Datenzentren sowie in PCs und Smartphones verwendet. Die technischen Innovationen bei Halbleitern schreiten voran, wobei die Informationsspeicherung, die numerischen und logischen Wertoperationen mit Halbleitern sowie ihre hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit, Energieeffizienz und Platzersparnis berücksichtigt werden.

Dramatische Fortschritte bei den Anlagen zur Herstellung dieser Halbleiter sind im Einklang mit der höheren Leistung und der technologischen Innovation bei Halbleitern unerlässlich.

Anwendungen von Halbleiter-Fertigungsanlagen

Wie der Name schon sagt, wird die Halbleiter-Fertigungsanlage zur Herstellung von Halbleitern verwendet. Zu den wichtigsten Halbleiterkomponenten gehören Transistoren und Dioden, die als Einzelelemente für die elektrische Steuerung des Stromflusses und der Stromrichtung in Geräten verwendet werden, CPUs, die die arithmetische Verarbeitung von Daten wie Programmen in Geräten steuern, und Speicher, die Daten wie Programme speichern.

Es gibt auch CMOS-Bildsensoren, die in Kameras verwendet werden, und die Halbleiter-Fertigungsanlage ist bei der Herstellung dieser Sensoren nützlich.

Funktionsweise der Halbleiter-Fertigungsanlage

Die grundlegenden Vorgänge bei der Halbleiter-Fertigungsanlage lassen sich in Schaltkreis- und Musterentwurf, Fotomaskenerstellung, Front-End-Prozesse und Back-End-Prozesse unterteilen.

1. Entwurf von Schaltungen und Mustern

Der Entwurf von Schaltungen und Mustern umfasst den Entwurf von Schaltungen, die die erforderlichen Funktionen realisieren, und die Untersuchung effizienter Muster durch eine Reihe von Simulationen. Für den Entwurf von Mustern für Halbleiterbauelemente wird spezielle CAD-Software verwendet.

2. Erstellung von Fotomasken

Die Erstellung von Fotomasken umfasst die Herstellung von Originalplatten für die Übertragung von Schaltkreismustern auf Halbleiterscheiben (Wafer). Die Transistoren und die Verdrahtung auf der Oberfläche eines Halbleiterwafers sind sehr detailliert, und das Schaltungsmuster wird auf der Oberfläche einer transparenten Glasplatte vergrößert.

3. Front-End-Prozess

Der Front-End-Prozess reicht bis zur Herstellung von Chips auf Siliziumwafern. Diese Abfolge von Schritten wird mehrfach wiederholt, einschließlich Reinigung, Fotolithografie, Ätzen, Schichtabscheidung, Ionenimplantation und Planarisierung.

4. Back-End-Prozesse

Der Back-End-Prozess reicht bis zu dem Punkt, an dem der auf dem Silizium-Wafer hergestellte Halbleiterchip in kleinere Teile zerlegt wird, um den Chip zu vervollständigen. Zu den Prozessen gehören Dicing, Die Bonding, Wire Bonding, Moulding und Inspektion.

Arten von Halbleiter-Fertigungsanlagen

Die Halbleiter-Fertigungsanlage lässt sich grob in Anlagen für den Halbleiterentwurf, Anlagen für die Herstellung von Fotomasken, Anlagen für die Herstellung von Wafern, Anlagen für die Bearbeitung von Wafern, Montageanlagen, Inspektionsanlagen und verwandte Anlagen für die Halbleiterherstellung unterteilen.

1. Anlagen für den Halbleiterentwurf

Für den Entwurf von Schaltungen und Mustern wurde eine spezielle CAD-Software entwickelt.

2. Ausrüstung zur Herstellung von Fotomasken

Eine Fotomaske, auch bekannt als Glas-Trockenplatte, ist eine Glas- oder Quarzplatte, auf der die ursprünglichen Musterplatten, die bei der Herstellung von elektronischen Schaltkreiskomponenten verwendet werden, geformt werden. Bei den Anlagen zur Herstellung von Fotomasken wird ein lichtabschirmender Vorhang, z. B. Chrom, auf ein Glassubstrat aufgebracht und mit einem Laser- oder Elektronenstrahl ein Schaltungsmuster gezeichnet. Außerdem werden Entwickler, Trockenätzgeräte und Prüfgeräte eingesetzt.

3. Anlagen zur Herstellung von Wafern

Zunächst werden die in höchster Reinheit hergestellten Silizium-Einkristall-Ingots mit Hilfe von Diamantschneidegeräten auf eine bestimmte Dicke zugeschnitten. Dies ist der Silizium-Wafer. Anschließend wird die Oberfläche des Wafers poliert und in einen Hochtemperatur-Oxidationsofen gelegt, um eine Oxidschicht zu erzeugen. Anschließend wird ein lichtempfindliches Mittel, der so genannte Fotolack, mit Hilfe eines Resist Coaters/Entwicklers auf die Oberfläche des Wafers aufgetragen.

Das Bild der Fotomaske wird verkleinert und auf die Oberfläche des Wafers gebrannt, um ein Schaltkreismuster zu erzeugen. Für diesen Prozess werden Halbleiter-Belichtungsanlagen verwendet. Außerdem werden Ätz- und Strippgeräte verwendet, um überflüssige Oxidschichten und Resists zu entfernen.

Mit Ionenimplantations- und Glühanlagen werden Bor, Phosphor und andere Stoffe in die Wafer implantiert, um sie zu Halbleitern zu machen. Der Wafer wird in eine Plasmamaschine gelegt, wo ein Schutzgasplasma einen Aluminiummetallfilm für die Elektrodenverdrahtung auf der Waferoberfläche bildet. Schließlich wird der Wafer Chip für Chip in der Inspektionsanlage geprüft, um festzustellen, ob es sich um einen guten oder fehlerhaften Wafer handelt, woraufhin der vorherige Prozess abgeschlossen wird.

4. Verarbeitungsanlagen für den Waferprozess

Im Back-End-Prozess werden die Wafer zunächst mit einer Säge in einzelne Chips zerschnitten und getrennt. Die Chips werden dann auf dem Leadframe fixiert.

5. Montageausrüstung

Zunächst werden die Chips mit Hilfe von Bonding-Drähten in Die-Bonder-Anlagen mit dem Leadframe verbunden. Anschließend wird der Chip mit Hilfe einer Gießanlage mit Harz verpackt. Dies dient dem Schutz. Die einzelnen Halbleiterprodukte werden dann mit Hilfe eines Stanzwerkzeugs aus dem Leadframe herausgeschnitten und abgetrennt, und die äußeren Anschlüsse werden in die gewünschte Form gegossen.

6. Prüfgeräte

Um erste Defekte auszuschließen, wird neben den Funktionstests ein beschleunigter Temperatur-Spannungs-Stresstest, das so genannte Burn-in, durchgeführt. Schließlich werden elektrische Charakteristiktests und visuelle Strukturinspektionen durchgeführt, um fehlerhafte Produkte auszusondern, und auch Zuverlässigkeitstests wie Umwelttests und Langzeittests sind erforderlich.

Was ist ein Roboter zum Festziehen von Schrauben?

Bei Robotern zum Festziehen von Schrauben handelt es sich um Roboter, die automatisch Schraubvorgänge durchführen, die zuvor von Bedienern ausgeführt wurden.

Der Roboter automatisiert den Verschraubungsprozess und steigert die Effizienz der Fertigung. Darüber hinaus erkennt eine dem Roboter hinzugefügte Fehlererkennungsfunktion das Abheben von Schrauben aufgrund fehlerhafter Schraubarbeiten und das Fehlen von Produkten aufgrund von Fallenlassen usw. und ermöglicht so eine stabile Produktion.

Roboter zum Festziehen von Schrauben gibt es in vielen Ausführungen, darunter Mehrachsroboter, SCARA-Roboter, Parallel-Link-Roboter, kartesische Koordinaten-Schraubroboter, Zweiarm-Schraubroboter und kleine Tischmodelle.

Anwendungen für Roboter zum Festziehen von Schrauben

Roboter zum Festziehen von Schrauben werden häufig in Produktionslinien für Massenprodukte eingesetzt. Bei der Montage von Maschinen werden viele Schrauben angezogen, und Roboter zum Festziehen von Schrauben werden für die Befestigung von Teilen eingesetzt, die nicht effizient von menschlichen Bedienern ausgeführt werden können. Sie eignen sich zum Beispiel für die Befestigung von Maschinengehäusen, bei denen eine große Anzahl von Schrauben verwendet wird oder bei denen die Schraubengröße zu klein ist, um sie manuell zu befestigen.

Der Roboter kann auch für viele Arten von Schrauben verwendet werden, wie z. B. Flach- und Senkkopfschrauben, Fachwerkschrauben, Semmes-Schrauben und Y-Aussparungen. Er kann auch an Sechskantschrauben und Sechskantmuttern angepasst werden, und die Schrauben können aus einer Vielzahl von Materialien bestehen, darunter Stahl, Aluminiumlegierungen und Kunststoffe.

Es gibt jedoch einige Bereiche, in denen der Einsatz von Robotern zum Festziehen von Schrauben schwierig ist. Zum Beispiel, wenn sie in der Nähe von Hindernissen, auf Innenflächen oder in tiefen Löchern eingesetzt werden. Daher ist es wichtig, das richtige Modell für die jeweilige Anwendung auszuwählen.

Funktionsweise von Robotern zum Festziehen von Schrauben

Roboter zum Festziehen von Schrauben bestehen hauptsächlich aus einem Roboter, einem Elektroschrauber, einer Steuerung und einem Schraubenzuführgerät.

1. Roboter

Der Roboter ist eine Vorrichtung zur genauen Positionierung des Elektroschraubers auf dem zu verschraubenden Teil. Für das Festziehen von Schrauben gibt es verschiedene Arten von Robotern. Häufig werden SCARA-Roboter mit mehreren Gelenken zur Erleichterung der Bewegung und kartesische Koordinatenroboter verwendet.

2. Elektrische Schraubenzieher

Sie werden am Ende des Roboterarms angebracht.

3. Steuerung

Die Positionsdaten des Roboters sowie Drehmoment und Drehwinkel des Elektroschraubers werden von der Steuerung kontrolliert. Der Schraubenzuführer speichert die Schrauben und führt sie entsprechend der Aufgabe zu, damit der Roboter zum Festziehen von Schrauben die Schraubaufgabe effizient ausführen kann.

Weitere Informationen zu Robotern zum Festziehen von Schrauben

1. Funktionen des Roboters zum Festziehen von Schrauben

Roboter zum Festziehen von Schrauben verfügen über verschiedene Zusatzfunktionen, um den Schraubvorgang automatisch durchzuführen. Erstens hat die Steuerung, die mit dem elektrischen Schraubenzieher verbunden ist, Funktionen wie Drehmoment- und Drehwinkelmanagement, Drehmoment- und Drehwinkelkontrolle, Schraubmuster und Gut/Schlecht-Bewertung.

Das Anzugsdrehmoment und der Drehwinkel sind sehr wichtige Informationen für die Automatisierung von Schraubvorgängen. Einige Modelle sind auch mit Sensoren ausgestattet, um Anomalien oder Defekte an den Schraubenteilen selbst zu erkennen, wie z.B. gequetschte oder verklemmte Schraubenlöcher.

2. Reibungskoeffizient wichtig für die Verschraubung

Für eine korrekte Verschraubung ist es wichtig, dass die erforderliche Axialkraft erreicht wird. Die Axialkraft ist die Kraft, mit der die Schraube den Gegenstand festhält, und entsteht durch die elastische Kraft, mit der die Schraube zurückgezogen wird. Bei normalen Schraubvorgängen ist es nicht möglich, direkt zu überprüfen, wie viel Axialkraft in jeder Schraube erzeugt wurde. Daher werden das Anzugsdrehmoment und der Drehwinkel als alternative Merkmale überwacht.

Am häufigsten und am weitesten verbreitet ist das Anzugsdrehmoment. Anzugsdrehmomente werden manchmal auf Montagezeichnungen von Heimwerkerprodukten für die breite Öffentlichkeit angegeben. Die entsprechende Axialkraft kann jedoch nur dann durch Anziehen mit dem angegebenen Anziehdrehmoment erreicht werden, wenn die bei der Verschraubung erzeugte Reibungskraft innerhalb des erwarteten Bereichs liegt.

Konkret handelt es sich dabei um den Reibungskoeffizienten zwischen den Kontaktflächen der Spitzen und Mulden der Schraube sowie zwischen dem Schraubenkopf und der Oberfläche, auf der die Schraube sitzt. Liegt der Reibungskoeffizient zwischen den beiden Teilen der Schraube über dem erwarteten Bereich, kann auch bei entsprechendem Anzugsmoment keine ausreichende Axialkraft erreicht werden.

Ist der Reibungskoeffizient dagegen niedriger als erwartet, ist die erzeugte Axialkraft zu hoch, und die Schraube kann brechen oder sich herausdrehen. Bei der manuellen oder robotergestützten Verschraubung ist es wichtig, sich bewusst zu machen, dass das Anzugsdrehmoment und der Drehwinkel nur Ersatzwerte sind und dass, wenn der Reibungskoeffizient außerhalb des angenommenen Bereichs liegt, die richtige Axialkraft nicht erreicht werden kann.

Was ist ein Inkubator?

Der Inkubator wird für die Kultivierung von Tier- und Insektenzellen, E. coli und anderen Bakterien und Pflanzen verwendet.

Er kann eine konstante Umgebung (Temperatur, Luftfeuchtigkeit usw.) kontrollieren und aufrechterhalten, in der diese Organismen und Zellen leicht wachsen können. Schüttelkultursysteme für Bakterien und andere Organismen werden als Bioshaker bezeichnet.

Diejenigen, die Kohlendioxid einführen können, um den pH-Wert des Mediums in der Kultur von Säugetierzellen zu puffern, werden als CO²-Inkubatoren bezeichnet.

Anwendungen für Inkubatoren

Der Inkubator dient hauptsächlich der Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle und der Aufzucht von tierischen Zellen und Mikroorganismen. Der Inkubator wird auch in vielen anderen Bereichen eingesetzt, unter anderem in den Biowissenschaften und der Biologie. Bei der Kultivierung von E. coli werden häufig Proteine gezüchtet, die in den E. coli exprimiert werden sollen.

Die Betriebstemperatur beträgt in der Regel 37 °C, was dem physiologischen Zustand entspricht, kann aber je nach Anwendung von niedrigen bis zu hohen Temperaturen (+4 °C bis +70 °C) verwendet werden.

Funktionsweise des Inkubators

Die funktionelle Steuerung des Inkubators für die Kultivierung hängt vom jeweiligen Experiment ab, doch ist die Einstellung des Brutschranks auf die geeigneten Temperaturbedingungen für alle Experimente von allgemeiner Bedeutung. Die Temperaturregelung kann entweder in der Gasphase bei Gasen oder in der Flüssigphase bei Flüssigkeiten erfolgen. Beide können durch Wände geheizt und gekühlt werden.

In der Gasphase ist die Temperaturregelung einfacher und flexibler, aber die Temperatur kann sich unter dem Einfluss der Umgebungstemperatur leicht ändern. Andererseits ist die Temperatur in der flüssigen Phase zwar schwer zu kontrollieren, aber sie hat hervorragende Wärme- und Kältespeichereigenschaften.

Im Bereich der Biowissenschaften werden die in den Geräten verwendeten Lösungen häufig in der Dampfphase inkubiert, da die Gefahr einer Kontamination der zu inkubierenden Probe besteht.

Arten von Inkubatoren

1. Bioshaker

Ein Bioshaker ist ein Inkubator, der geschüttelt werden kann, was notwendig ist, um das flüssige Medium mit Luft zu mischen. Es gibt zwei Arten des Schüttelns, und zwar das Links-Rechts-Schütteln und das Rotationsschütteln, wobei die Reagenzglas- und Rundkolbenkultur das Links-Rechts-Schütteln und die Dreieckskolbenkultur das Rotationsschütteln verwendet.

In biologischen Labors werden häufig Dreieckskolben für die Bebrütung von Kulturen verwendet, und Dreieckskolben mit Schikanen können die Wachstumszeit verbessern, da sich das Medium und die Luft gut vermischen.

2. CO²-Inkubatoren

Ein CO²-Inkubator ist eine Ausrüstung für die Kultivierung, die die CO²-Zufuhr und die Luftfeuchtigkeit steuern kann. Die Kultur wird in CO² bei etwa 5 % durchgeführt, um den pH-Wert des Mediums konstant zu halten. Im Allgemeinen wird ein pH-Puffer wie Natriumbicarbonat verwendet, um schnelle pH-Änderungen zu verhindern.

Die Luftfeuchtigkeit wird kontrolliert, indem mit sterilem Wasser gefüllte Schalen in die Anlage gestellt werden und durch natürliche Verdunstung eine Luftfeuchtigkeit von 90-95 % aufrechterhalten wird. Bei der Kultivierung von Säugetierzellen unterscheidet sich die Kultivierungsmethode je nachdem, ob es sich um adhärente oder schwimmende Zellen handelt. Bei der Kultivierung von adhärenten Zellen genügt es, eine Platte mit den Zellen in den Inkubator zu stellen, um die Anzahl der Zellen zu erhöhen, während bei schwimmenden Zellen ein Rührer in das Gerät eingebaut werden muss und die Zellen unter ständigem Rühren des Mediums auf dem Rührer kultiviert werden müssen.

Weitere Informationen zu Inkubatoren

1. Inkubatoren für Bakterien

Der Inkubator für Bakterien ist ein Kulturgerät. Es ist mit einem Bimetallthermostat ausgestattet, der eine Temperatur von 38 °C im Inneren des Geräts aufrechterhalten kann. Diese Geräte werden hauptsächlich von Lebensmittelverarbeitern zur Kultivierung von Mikroorganismen (z. B. E. coli und Salmonellen) für Wachstumstests verwendet. Es zeichnet sich dadurch aus, dass es mit Hilfe von Fluoreszenzlampen die durch Reagenzien veränderte Farbe der Mikroorganismen erkennen kann.

In der biologischen Forschung und bei medizinischen Tests werden Ausrüstungen für die Kultivierung von Bakterien und Pilzen (z. B. Schimmelpilze, Hefen) verwendet, die als mikrobiologische Kultivierungsgeräte bezeichnet werden.

2. Inkubatoren für Zellen

Der Inkubator für Zellen wird im Allgemeinen für die Kultivierung von Säugetierzellen menschlichen Ursprungs verwendet. Die wichtigsten Versuchszwecke sind die Beobachtung der Zellen und die Verwendung der in den Zellen exprimierten Proteine.

Alle paar Tage sind folgende Arbeiten erforderlich: der Austausch des Mediums, bei dem altes Medium abgesaugt und neues Medium hinzugefügt wird, um zu verhindern, dass sich die Zellen während der Experimente ablösen, und die Passagekultur, bei der vermehrte Zellen gleichmäßig in mehrere Kulturgefäße mit einer vorher festgelegten Größe und Dichte ausgesät werden.

Für Forscher und Techniker sind diese Aufgaben sehr zeitaufwändig, und der regelmäßige Wechsel des Mediums ist eine große Belastung. In den letzten Jahren haben verschiedene Hersteller automatische Inkubatoren für Zellen entwickelt, die die Passagen und den Wechsel des Mediums automatisch steuern können. Diese Geräte gewährleisten eine stabile und konstante Versorgung mit hochwertigen Zellen.

3. Englischsprachige Bezeichnungen für den Inkubator

Ursprünglich bedeutete Inkubator ein Brutkasten für Vogel- oder Reptilieneier. Abgeleitet von einem Gerät, das eine konstante Temperatur aufrechterhält, wird der Begriff heute auch hier verwendet. Es ist nicht korrekt, in Artikeln den Begriff Inkubator für die Kultivierung von Eiern zu verwenden. Die englische Terminologie für die einzelnen Gerätetypen lautet wie folgt:

• Inkubator: Kulturapparat
• Inkubator für Mikroorganismen: Apparat für die Kultivierung von Bakterien
• Inkubator unter anaeroben Bedingungen: anaerobe Kulturapparatur

Was ist ein Vortex-Durchflussmesser?

Ein Vortex-Durchflussmesser ist ein Durchflussmesser, der den Karman-Wirbel verwendet.

Ein Karman-Wirbel ist eine Reihe von Wirbeln stromabwärts eines Objekts (Wirbelquelle), das sich in einer Flüssigkeitsströmung befindet. Der Physiker Karman gab ihm nach seiner theoretischen Erklärung den Namen „Karman-Wirbel“.

Vortex-Durchflussmesser sind einfach und robust konstruiert. Sie zeichnen sich durch hohe Genauigkeit, einen großen Durchflussbereich und Kompatibilität mit einer Vielzahl von Flüssigkeiten aus.

Anwendungen von Vortex-Durchflussmessern

Vortex-Durchflussmesser werden hauptsächlich für folgende Zwecke eingesetzt:

• Messung von Durchflussmengen in Dampfleitungen
• Messung der Kondensatrückgewinnung
• Messung der Kesselwasserversorgung
• Steuerung von Automotoren
• Kontrolle des Kühlwasserdurchflusses in Kühlern

Vortex-Durchflussmesser können Gase, Flüssigkeiten und Dämpfe messen und sind daher in allen Durchflussmessszenarien einsetzbar.

Eine Vorsichtsmaßnahme ist die Wahl einer geeigneten Bohrungsgröße für die Wirbelbildung, da ohne Wirbelbildung keine Messungen durchgeführt werden können. Im niedrigen Durchflussbereich wird der Karman-Wirbel nicht mehr erzeugt und der Durchfluss kann nicht gemessen werden.

Funktionweise von Vortex-Durchflussmessern

Vortex-Durchflussmesser messen die Durchflussmenge durch Zählen der Karman-Wirbel.
Die Frequenz des Karman-Wirbels ist proportional zur Strömungsgeschwindigkeit, so dass die Strömungsgeschwindigkeit bestimmt werden kann, indem ein wirbelerzeugendes Hindernis in das Rohr eingebracht und die entstehenden Wirbel gezählt werden.

Die spezifische Formel wird im Folgenden erläutert:

Wenn die Wirbelfrequenz f (Hz) ist, ist die repräsentative Länge des wirbelerzeugenden Körpers d (m) und die Strömungsgeschwindigkeit v (m/s),

f = S/v/d

Die Gleichung f = S/v/d wird wie folgt aufgestellt, wobei S eine Proportionalitätskonstante ist, die Strouhal-Zahl. Diese Zahl wird durch die Form und die Abmessungen des Wirbelgenerators bestimmt.

Die Durchflussmenge Q (m3/s), wenn die Querschnittsfläche des Rohrs A (m2) beträgt,

Q = A-v = A-f-d/S = K-f

und die Durchflussmenge kann aus der Frequenz bestimmt werden, wenn die Proportionalitätskonstante K zwischen Durchflussmenge und Frequenz im Voraus bestimmt wird.

Tatsächliche Wirbelgeneratoren können dreieckig, flach oder trapezförmig sein, wobei die Trapezform als die genaueste gilt. Der Wirbel wird erfasst, indem die durch den Wirbel erzeugte Kraft durch einen Sensor (piezoelektrisches Element oder Halbleiter-Dehnungsmessstreifen) in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, das durch einen Wandler verstärkt und als Impulssignal oder Analogsignal ausgegeben wird.

Weitere Informationen zu Vortex-Durchflussmessern

1. Gerade Rohrlänge des Vortex-Durchflussmessers

Andere Instrumente zur Messung des Durchflusses von Flüssigkeiten in Rohren sind Differenzdruck-Durchflussmesser und Coriolis-Durchflussmesser. Das Differenzdruck-Durchflussmessgerät ist einfach aufgebaut, hat aber den Nachteil, dass seine Messgenauigkeit etwas geringer ist, während das Coriolis-Durchflussmessgerät den Nachteil hat, dass es nur für eine begrenzte Anzahl von Fluiden eingesetzt werden kann.

Vortex-Durchflussmesser hingegen messen die Druckänderungen, die durch den Karman-Wirbel stromabwärts eines in der Messstrecke installierten wirbelerzeugenden Objekts verursacht werden und wandeln sie in Durchflussraten um. Vortex-Durchflussmesser können Flüssigkeiten, Feststoffe und Gase messen und zeichnen sich durch ihre Einfachheit aus.

Wie bei vielen Durchflussmessgeräten muss der gerade Rohrabschnitt vor dem Messgerät eine bestimmte Länge haben, um eine genauere Durchflussmessung zu ermöglichen. Bei Vortex-Durchflussmessern kann eine verwirbelte Strömung oder eine ungleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung in der Rohrleitung die Messung beeinträchtigen. Die Flüssigkeit muss daher laminar sein.

Aus diesen Gründen muss die Anströmseite des Durchflussmessers begradigt sein und Ventile, Thermometer, Manometer usw. dürfen nicht in die Rohrleitung hineinragen. Die erforderliche Länge des geraden Rohrstücks hängt von der Konstruktion der Rohrleitung ab.

2. Vortex-Durchflussmesser und Dampf

Differenzdruck-Durchflussmesser werden häufig zur Messung des Dampfdurchflusses verwendet. Differenzdruck-Durchflussmessgeräte haben einen einfachen Mechanismus, ihre Durchflussgenauigkeit ist jedoch geringer als die anderer Durchflussmessgeräte.

In solchen Fällen können Vortex-Durchflussmesser verwendet werden, um die Durchflussmenge von Dampf mit guter Genauigkeit zu messen.

Bei Dampf variiert die Dichte mit der Temperatur und dem Druck. Vortex-Durchflussmesser messen nicht nur die Durchflussmenge mit hoher Genauigkeit, sondern einige Geräte sind auch mit einem Temperatursensor ausgestattet, der eine Umrechnung in einen Massendurchfluss ermöglicht.

Darüber hinaus sind Vortex-Durchflussmesser besser geeignet als Differenzdruck-Durchflussmesser, vor allem weil es sich bei Dampf in Kesseln um Nassdampf handelt. Die Auswirkungen von Temperatur, Druck und Trockenheit dieses Nassdampfes können jedoch auch bei Vortex-Durchflussmessern zu einer geringen Genauigkeit führen.

Vortex-Durchflussmesser für Dampf haben einen eingebauten Trockenheitssensor im Messabschnitt und sind so konzipiert, dass sie die Umrechnung von Massendurchflussraten ermöglichen.

Was ist eine Maschine für die Formgebung?

Maschinen für die Formgebung sind Maschinen, mit denen Kunststoffe und Harze geformt werden.

Sie werden unter anderem für die Herstellung von Haushaltsgeräten und Bauteilen verwendet. Maschinen für die Formgebung werden für die Herstellung von Rohren und Stäben, Maschinen für die Formgebung von Styropor und Maschinen für die Blasformung von Hohlkörpern verwendet.

Zu den Maschinen für die Formgebung gehören Spezialmaschinen für schwer zu verarbeitende Fluorpolymere und Vakuumformmaschinen, die unter Vakuumbedingungen formen und so eine hochpräzise Formgebung ermöglichen. Darüber hinaus sind Maschinen für die Formgebung für die Massenproduktion geeignet, werden aber inzwischen auch für die Produktion von Kleinserien eingesetzt.

Aus diesem Grund wurden auch flexible Maschinen für die Formgebung entwickelt, die in kurzer Zeit zwischen verschiedenen Maschinentypen wechseln können.

Anwendungen von Maschinen für die Formgebung

Maschinen für die Formgebung können eine breite Palette von Materialien formen, darunter Kunststoffe, Metalle, Gummi und Keramik. In der Automobil-, Elektro- und Elektronikindustrie können sie Teile mit komplexen Formen herstellen.

Im medizinischen Bereich werden sie zur Herstellung von medizinischen Geräten und Prothesen verwendet. Außerdem werden sie in der Bauindustrie zur Herstellung von Kunststoffen für den Außenbereich und von Bedachungsmaterialien, in der Lebensmittelindustrie zur Herstellung von Schokoladen- und Silikonformen und in der Textilindustrie zur Herstellung von Zubehör für Spinn- und Webmaschinen und Textilien verwendet.

Funktionsweise der Maschinen für die Formgebung

1. Spritzgießmaschinen

Bei Spritzgießmaschinen werden Kunststoffrohstoffe und andere Materialien erhitzt, durch eine Einspritzöffnung eingespritzt und in eine Form eingelegt. Bei Extrusionsmaschinen werden die Kunststoffrohstoffe in einen Trichter gefüllt, durch eine Extrusionsöffnung extrudiert und durch eine Form geformt.

2. Extrusionsmaschinen

Extrusionsmaschinen extrudieren thermoplastische Kunststoffe mit Hilfe eines speziellen mechanischen Drucks und einer Heizung. Die Kunststoffpartikel werden von der Zuführvorrichtung der Maschine zugeführt und von der beheizten Schnecke geschmolzen.

Der unter hohem Druck extrudierte Kunststoff wird in die Form der Düse gepresst, so dass eine Form entsteht. Schließlich wird das geformte Produkt durch ein Kühlsystem abgekühlt und getrennt.

3. Blasformmaschinen

Blasformmaschinen erhitzen das Kunststoffmaterial und füllen es in eine hohle Form, die durch Luftdruck aufgeblasen wird, um das Produkt zu formen. Bei Maschinen für die Formgebung wird thermoplastisches Harz in die Form gespritzt, abgekühlt und geformt, während bei Vakuumformmaschinen eine erwärmte Kunststofffolie unter Vakuum auf die Form aufgebracht wird.

Maschinen für die Formgebung arbeiten in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hohem Druck, weshalb Sicherheitsmaßnahmen wichtig sind. Zu den Faktoren, die sich auf die Qualität des geformten Produkts auswirken, gehören außerdem die Art und die Qualität der Rohstoffe, die Konstruktion der Form und die Anpassung der Formbedingungen. Maschinen für die Formgebung eignen sich für die Massenproduktion, aber für die Kleinserienproduktion werden jetzt flexible Maschinen entwickelt, die in kurzer Zeit umgerüstet werden können.

Arten von Maschinen für die Formgebung

Es gibt verschiedene Arten von Maschinen für die Formgebung, darunter Spritzgießmaschinen, Extrusionsmaschinen und Blasformmaschinen.

1. Maschinen für die Formgebung (Spritzgießmaschinen)

Spritzgießmaschinen sind Maschinen für die Formgebung von Kunststoffen durch Einspritzen in eine Form. Maschinen für die Formgebung zeichnen sich durch hohe Geschwindigkeit und Massenproduktion aus. Sie sind außerdem hoch automatisiert, da die Bediener die Maschine vom Formen bis zum Ausstoßen automatisch bedienen.

Maschinen für die Formgebung formen Kunststoff in Formen, indem sie das Kunststoffmaterial erhitzen und schmelzen und den Kunststoff durch die Einspritzöffnung einspritzen. Der in die Form eingespritzte Kunststoff kühlt ab und härtet aus, so dass er in die gewünschte Form gegossen werden kann.

Maschinen für die Formgebung werden für viele Produkte verwendet, darunter Autoverkleidungen und Stoßstangen, Computer, Scherengriffe, Spritzen und Smartphone-Hüllen. Das Design der Form und die Herstellungstechnologie sind wichtig, da die Form entsprechend dem Material und der Form gestaltet werden muss.

2. Maschinen für die Formgebung (Extrusionsmaschinen)

Extrusionsmaschinen sind Maschinen, die Materialien wie Kunststoff, Gummi und Metall schmelzen, pressen und extrudieren, um Formen wie Rohre, Platten, Profile und Schläuche herzustellen.

Der Kunststoff oder das Harz wird in einen Trichter gegeben, und das Material wird in eine Schnecke eingespeist, wobei die Menge eingestellt wird. Das Material wird in der Schnecke erhitzt, um es zu schmelzen und zu extrudieren. Am Ende der Extrusion wird ein Mundstück, eine Düse, angebracht, um die Form zu bestimmen.

3. Maschinen für die Formgebung (Blasformmaschinen)

Bei Blasformmaschinen wird das Material mit Hilfe von Luftdruck ausgedehnt, abgekühlt und gehärtet, während es in die Düse gedrückt wird.

Die Temperatur wird erhöht, um das Material zu erweichen, das dann durch eine Extrusionsschnecke extrudiert wird, um einen Vorformling zu bilden. Der Vorformling wird abgekühlt und geformt, indem er gegen die Form gedrückt wird, während Druckluft in ihn eingeblasen wird.

Was ist eine Pass Box?

Eine Pass Box ist eine Vorrichtung, die zwischen zwei Räumen unterschiedlicher Reinheitsklassen, z. B. einem Reinraum, installiert ist.

Sie dient dazu, Waren und Geräte zwischen dem Außenbereich und dem Reinraum zu transportieren und das Eindringen von Partikeln, Bakterien, Pilzen und anderen Stoffen in den Reinraum zu verhindern, die Produkt- oder Betriebsstörungen oder Kontaminationen verursachen könnten.

Pass Boxen machen es einfacher und weniger kontaminierend, Gegenstände in und aus zwei Räumen unterschiedlicher Reinheitsklassen zu bringen, ohne dass die Räumen verlassen muss. Es ist auch kosteneffizient, da die Arbeitskosten nicht durch das Wechseln der Kleidung gesenkt werden. Da Pass Boxen Teil der Ausrüstung sind, werden sie beim Bau oder der Erweiterung einer Fabrik installiert.

Anwendunegn von Pass Boxen

Pass Boxen werden in Produktionsbetrieben mit Räumen unterschiedlicher Reinheitsklassen und in Forschungsinstituten eingesetzt.

Sie werden in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, u. a. bei der Herstellung von Halbleitern, bei Produkten, deren Qualität vom Vorhandensein von Partikeln abhängt. Einige Beispiele sind Flüssigkristallanzeigen, elektronischen Bauteilen, Druckern und Präzisionsinstrumenten, sowie in pharmazeutischen Betrieben, sterilen Behandlungsräumen und an Orten, an denen eine mikrobielle Kontamination ein Problem darstellt, wie z. B. in der Kultur.

Es gibt verschiedene Arten von Pass Boxen auf dem Markt, darunter Standard-, Dusch- und Förderbandtypen. Die Auswahl der richtigen Pass Boxen für die jeweilige Anwendung und Umgebung kann die betriebliche Effizienz steigern.

Funktionsweise der Pass Boxen

Es gibt verschiedene Arten von Pass Boxen, darunter Standardtypen mit nur zwei Türen, Duschtypen mit einer Luftschleuse im Inneren und automatische Typen mit einem Förderband.

Pass Boxen haben auch eine Schleusenfunktion, um den Reinraum vor Verunreinigungen zu schützen.

Weitere Informationen zu Pass Boxen

1. Arten von Pass Boxen

Standard-Typ
Standard Pass Boxen haben eine einfache Struktur mit zwei Türen auf jeder Seite. Viele verfügen über eine Verriegelungsfunktion, die verhindert, dass sich die andere Tür öffnet, wenn eine Seite offen ist. Durch die Freigabe der Türen auf beiden Seiten wird verhindert, dass Verunreinigungen direkt aus einem Raum mit niedrigem Reinheitsgrad eingeschleust werden.

Pass Boxen mit Duschfunktion
Bei Pass Boxen in Duschausführung bläst eine Luftdusche Luftstrahlen aus der Umgebung aus, wenn Gegenstände in die Pass Box gestellt werden. Dadurch werden Oberflächenpartikel und Bakterien weggeblasen und verhindert, dass sie sich entfernen, während sie noch befestigt sind.

Die Luft wird durch einen HEPA-Filter gereinigt. Luftduschen können jedoch nur Luft auf Oberflächen blasen, sodass sie ineffektiv und für Bereiche, in denen sich Objekte überlappen, nicht universell einsetzbar sind.

Automatische Pass Boxen
Gabelstapler werden häufig zum Transport von Waren in Fabriken eingesetzt. Pass Boxen in Form von Förderbändern werden in Reinräumen für Präzisionsgeräte, Pharmazeutika usw. installiert, wo der Produktionsbereich ein Reinraum ist, in den Paletten befördert werden können. Die Durchlaufboxen sind außerdem mit Luftduschen ausgestattet und so konzipiert, dass sie das Eindringen von Feinstaub von außen verhindern.

Pass Boxen im Umlaufverfahren
Zu den anderen auf dem Markt erhältlichen Pass Boxen gehören die Umluft Pass Boxen, bei denen normale Luft durch die Pass Box zirkuliert, um eine Verunreinigung des Innenraums zu verhindern und die Sauberkeit der zu liefernden Waren und Materialien zu gewährleisten.

2. Verwendung von Pass Boxen

Bei der Herstellung von Qualitätsprodukten können Personen und Gegenstände eine Quelle für Staub und bakterielle Verunreinigungen sein. Durch den Einsatz von Pass Boxen werden die Auswirkungen von Feinstaub beim An- und Auskleiden beseitigt und das Anhaften von Feinstaub und Bakterien verhindert. Außerdem wird die Bewegung von Personen durch den Sauberkeitsbereich reduziert und es dürfen nur Gegenstände hineingebracht werden. Auf diese Weise wird eine saubere Umgebung im Reinraum aufrechterhalten.

Die spezifischen Anweisungen für die Verwendung sind wie folgt.

Öffnen Sie die Tür auf der gegenüberliegenden Seite des Reinraums und wischen Sie die Innenseite der Pass Boxen mit Ethanol oder ähnlichem ab. Die Art der Reinigung hängt von der Anwendung ab, aber wenn die zu transportierenden Gegenstände ebenfalls gereinigt werden können, werden sie gereinigt und in die Pass Boxen gelegt.

Wenn die Pass Boxen mit einer UV-Bestrahlungsfunktion ausgestattet sind, schaltet sich die UV-Lampe nach dem Schließen der Tür automatisch für eine bestimmte Zeit ein, um eine UV-Sterilisation durchzuführen. Bei Pass-Boxen mit Luftdusche wird nach dem Schließen der Tür ein Luftstrahl eingeblasen, um den an der Außenfläche haftenden Staub zu entfernen.

Nach Ablauf einer bestimmten Zeit nach Beendigung des Luftstrahls wird die andere Tür geöffnet und die Waren werden in den Reinraum gebracht, nachdem sich der geblasene Staub gesetzt hat.

3. Handschuhboxen mir Pass Box

Handschuhkästen werden beim Umgang mit Stoffen oder Keimen verwendet, deren direkter Umgang gefährlich ist, z. B. beim Umgang mit luftempfindlichen Stoffen oder bei Arbeiten unter chemisch inerten Bedingungen.

Einige werden durch eine externe Pumpe umgewälzt, während andere an eine Vakuumpumpe angeschlossen werden können. Einige Handschuhboxen sind mit einer Pass Box ausgestattet. Pass Boxen können verwendet werden, um den Transport von Außenluft in die Handschuhbox zu minimieren.

Was ist ein Ultraschallmikroskop?

Ultraschallmikroskope sind Mikroskope, die einfallende Ultraschallwellen nutzen, um die Stärke und die Position der von der zu untersuchenden Probe reflektierten Wellen zu ermitteln und diese Informationen zur Beobachtung des Zustands der Probe zu nutzen.

Die Auflösung ist zwar geringer als bei Elektronenmikroskopen, die häufig in der Industrie eingesetzt werden, aber ihr Hauptmerkmal ist, dass sie winzige Bereiche mit einer höheren Auflösung als Lichtmikroskope messen und beobachten können.

Anwendungen von Ultraschallmikroskopen

Ultraschallmikroskope werden häufig für die Produktkontrolle in der Industrie eingesetzt. Ultraschallmikroskope zeichnen sich dadurch aus, dass sie durch das Auftreffen der Ultraschallwellen auf die zu untersuchende Probe eine zerstörungsfreie Beobachtung nicht nur der Oberfläche der Probe, sondern auch ihres Inneren und ihrer Unterseite ermöglichen, wenn die Einfallstiefe verändert wird.

Sie werden insbesondere für die Innenprüfung elektronischer Bauteile und anderer allgemeiner Materialien, die Prüfung der Haftung von Klebstoffen und die Erkennung von Rissen, Hohlräumen und Delaminationen auf geklebten Oberflächen verwendet. Sie eignen sich auch für die Inneninspektion von elektronischen Bauteilen und anderen Komponenten, die Inneninspektion von allgemeinen Materialien und die Überprüfung der Haftung von Klebstoffen. Beide werden verwendet, um Risse, Hohlräume, Delaminationen usw. auf geklebten Oberflächen festzustellen.

Ultraschallwellen breiten sich in Bereichen aus, in denen die Materialien durchgängig sind, während sie sich in nicht durchgängigen Bereichen wie Spalten nicht ausbreiten können und meist an der Grenzfläche reflektiert werden. Daher können reflektierte Wellen, die von delaminierten Bereichen und Hohlräumen zurückgeworfen werden, nachgewiesen werden.

Funktionsweise eines Ultraschallmikroskops

Bei der Ultraschallmikroskopie wird die Eigenschaft von Ultraschallwellen ausgenutzt, dass sie bei der Ausbreitung durch verschiedene Materialien zu benachbarten Punkten teilweise reflektiert und teilweise durchgelassen werden. Die reflektierte Welle wird dann zur Beobachtung erfasst, während die transmittierte Welle zur Beobachtung erfasst wird.

1. Transmissionstyp

Transmissions Ultraschallmikroskope bestehen aus zwei akustischen Linsen, die so angeordnet sind, dass sie sich gegenüberstehen und sich die Probe dazwischen befindet. Eine akustische Linse hat ein piezoelektrisches Element, das die Ultraschallwellen empfängt, und die andere akustische Linse hat ein piezoelektrisches Element, das die Ultraschallwellen empfängt.

Bei der Messung werden die Ultraschallwellen von der einen Seite der akustischen Linse eingeleitet, und die Ultraschallwellen, die durch die im Brennpunkt platzierte Probe übertragen werden, werden von dem piezoelektrischen Element auf der anderen Seite der akustischen Linse empfangen.

2. Reflektierender Typ

Reflexions Ultraschallmikroskope bestehen aus einer akustischen Linse und einem piezoelektrischen Element auf nur einer Seite. Das piezoelektrische Element empfängt den eingehenden Ultraschall und die vom Material reflektierten Wellen. Sowohl Transmissions- als auch Reflexions Ultraschallmikroskope können die Intensität und Phase der empfangenen Ultraschallwellen analysieren, um die Oberflächen- und Innenbeschaffenheit der Probe zu messen und zu beobachten.

Im Handel sind mehr reflektierende als durchlässige Ultraschallmikroskope erhältlich. Der Hauptgrund dafür ist, dass beim reflektiven Typ die Probe nicht zwischen den akustischen Linsen eingeklemmt werden muss und dass es keine Begrenzung für die Dicke der Probe gibt. Ein weiterer großer Vorteil des reflektiven Ultraschallmikroskops besteht darin, dass es einfacher zu bedienen und leichter zu handhaben ist, da die akustische Linse nicht konfokal platziert werden muss und die Bildbildung und Ausbreitungsgeschwindigkeit gemessen werden kann.

Weitere Informationen zu Ultraschallmikroskopen

1. Vorteile der reflektierenden Ultraschallmikroskopie

Die gepulste Reflexionsmethode, eine Messmethode mit einem reflektierenden Ultraschallmikroskop, ist eine starke Methode zum Nachweis von Delaminationen und Hohlräumen im Inneren der Probe. Bei dieser Methode wird eine in Wasser getauchte Probe mit Ultraschallwellen gepulster Wellenformen beschallt und aus den intern reflektierten Impulsen werden Informationen über das Innere des Objekts gewonnen.

Die Intensität der Impulsreflexion hängt von der Differenz der akustischen Impedanz der beiden Materialien an der Grenze ab. Die akustische Impedanz ist eine Größe, die als das Produkt aus der Dichte des Materials und der Schallgeschwindigkeit definiert ist und die Luftschicht zu fast 100 % reflektiert. Dies macht die Impulsreflexionsmethode zu einer starken Methode zum Nachweis von Delaminationen und Hohlräumen in der Probe.

2. Zellbeobachtung durch Ultraschallmikroskopie

In den letzten Jahren hat der biologische Bereich als Anwendungsbereich für die Ultraschallmikroskopie neben dem konventionellen industriellen Bereich an Aufmerksamkeit gewonnen: Es wurden Ultraschallmikroskope entwickelt, die das Innere von Zellen mit hohen Frequenzen wie 100 MHz bis 200 MHz sichtbar machen können. Die Verwendung hoher Frequenzen während der Messung hat keine nachteiligen Auswirkungen auf Zellen in Wasser. Solche Ultraschallmikroskope ermöglichen es, Zellen in einem lebenden Zustand zu beobachten.

Veränderungen der Strukturproteine in den Zellen können so ohne die bisher übliche Färbung überprüft werden. Zusätzlich zu der inzwischen etablierten Technologie der Ausbreitung von Hochfrequenz-Ultraschall durch eine dünne Faser wird die Spitze der Faser auf einer konkaven Oberfläche bearbeitet, um den Ultraschall zu konvergieren und die azimutale Auflösung auf die Zellebene zu erhöhen.

Das Ultraschallmikroskop erzeugt Bilder, die auf der Dichte und der Viskoelastizität intrazellulärer Substanzen beruhen, und eignet sich daher hervorragend zur Beobachtung des Zytoskeletts, das das Zellwachstum und andere Prozesse steuert. Unter Ausnutzung dieser Eigenschaft wurden auch Techniken entwickelt, um Krebszellen aus Krebszellpopulationen zu identifizieren. Mit dieser Technologie können fluoreszierende Proteine exprimiert werden, sodass normale Zellen identifiziert werden können und festgestellt werden kann, wie das Krebsmedikament auf die Krebszellen gewirkt hat.

Was ist ein EMI-Filter?

Ein EMI-Filter ist ein Filter, der von elektronischen Geräten erzeugte Störungen (Rauschen) blockiert und andere elektronische Geräte vor Beeinträchtigungen schützt.

Wenn elektromagnetisches Rauschen mit der Verdrahtung einer Platine oder eines anderen Geräts verbunden ist und in dem durch die Verdrahtung übertragenen Signal enthalten ist, entfernt der EMI-Filter das Rauschen. EMI-Filter können zwar allein zur Beseitigung von Störungen eingesetzt werden, sie können aber auch gleichzeitig mit Abschirmungen, gemeinsamen Drosselspulen und Überspannungsabsorbern verwendet werden, um eine genaue Signalübertragung zu gewährleisten.

Die Abkürzung EMI steht für ‚Electro Magnetic Interference‘, was  so viel bedeutet wie Emission und Regulierung elektromagnetischer Störstrahlung.

Anwendungen von EMI-Filtern

EMI-Filter werden hauptsächlich in allen elektrischen Schaltkreisen von Geräten eingesetzt, die Signale empfangen oder übertragen. Sie sind nützlich, um Rauschen von Mess- und Empfangsteilen in Messgeräten und Radargeräten in Produktionsanlagen, von Sendeabschnitten in Basisstationen und Satelliten sowie von Signalen, die von Basisstationen und Satelliten ausgesendet werden, zu entfernen.

Da es viele verschiedene Arten von Rauschen gibt, muss darauf geachtet werden, dass der EMI-Filter mit diesem Rauschen kompatibel ist. Außerdem unterscheidet sich jedes EMI-Filter-Produkt in Bezug auf die Genauigkeit der Rauschunterdrückung und die Methode, so dass es notwendig ist, das geeignete Produkt auszuwählen.

Funktionsweise von EMI-Filtern

EMI-Filter verwenden verschiedene elektronische Komponenten, um Störungen zu beseitigen, aber die typischen elektronischen Komponenten, die in EMI-Filtern verwendet werden, sind Kondensatoren und Induktoren.

1. Kondensatoren

Kondensatoren fungieren als Tiefpassfilter, wenn sie parallel zur Last eines Schaltkreises geschaltet werden. Die Impedanz eines Kondensators ist dadurch gekennzeichnet, dass sie bei höheren Frequenzen kleiner wird.

Das bedeutet, dass bei höheren Frequenzen der Strom leichter durch den Kondensator und weniger leicht durch die Last fließt. Die Kapazität des Kondensators bestimmt auch die Frequenz, bei der er entfernt wird. Je höher die Impedanz der verwendeten Schaltung ist, desto besser kann der Kondensator als Filter fungieren.

2. Induktivitäten

Eine Induktivität fungiert als Tiefpassfilter, wenn sie in Reihe mit einer Last in einem Stromkreis geschaltet wird. Das Prinzip beruht auf der Tatsache, dass die Impedanz einer Induktivität im Gegensatz zu den Eigenschaften eines Kondensators mit steigender Frequenz zunimmt. Je höher die Frequenz ist, desto schwieriger ist es für den Stromfluss durch diesen Stromkreis aufgrund der Impedanz der Spule.

Weitere Informationen zu EMI-Filtern

1. Funktionsweise von EMI-Filtern

Wenn der Filter in den Leitungspfad einer Funkwelle geschaltet wird, wählt er das Signal und das Rauschen aus, das für den Betrieb der Schaltung erforderlich ist, und entfernt nur das Rauschen. Bei der Auswahl des Signals und des Rauschens ist ein Kriterium erforderlich, um die beiden zu trennen.

EMI-Filter nutzen die Vorspannung der Frequenzverteilung, um das Rauschen zu trennen. Für das angestrebte Funkrauschen werden niederfrequente Wellen als Signale behandelt, hochfrequente Wellen werden als Rauschen behandelt und niederfrequente Wellen werden durchgelassen, so dass sie als Tiefpassfilter wirken.

Es gibt vier Arten von Filtern, die Signal und Rauschen durch die Frequenzverteilung trennen: Tiefpass-, Hochpass-, Bandpass- und Bandeliminationsfilter Bei EMI-Filtern werden häufig Tiefpassfilter verwendet, da es oft schwierig ist, die Zielfrequenz des Rauschens zuerst einzugrenzen.

Neben der Frequenzverteilung werden bei der Entstörung auch Ausbreitungsmodus und Spannungsunterschiede in Gleichtaktdrosselspulen und Spannungsunterschiede in Überspannungsabsorbern genutzt.

2. Beziehung zwischen EMI, EMS und EMV

Ähnliche Begriffe wie EMI sind EMS und EMV: EMI unterdrückt, wie bereits erläutert, von Geräten ausgehende Störungen.

EMS bezieht sich auf die elektromagnetische Suszeptibilität, d. h. die Fähigkeit, von anderen Geräten ausgehenden Störungen zu widerstehen, und Geräte, die sowohl EMI als auch EMS vereinen, werden als EMV-kompatible Produkte bezeichnet. 

Was ist eine VME-Karte?

VME-Karten (Versa Module Europe) wurden als Karten entwickelt, die den VME-Bus nutzen, einen Bus für CPUs.

Der in VME-Karten verwendete VME-Bus wurde ursprünglich für die 68 000er-Serie von Motorola-CPUs entwickelt und später von der IEC (International Electrotechnical Commission) als globaler technischer Standard übernommen. Später wurde er als technischer Standard von der IEC (International Electrotechnical Commission) und dem IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers: eine Organisation zur Festlegung von Standards in den Bereichen Elektrotechnik und Information) standardisiert.

Derzeit wird er als Standardbus für 64-Bit-CPUs zusätzlich zu 16-Bit- und 32-Bit-CPUs verwendet.

Anwendungen von VME-Karten

Eine VME-Karte hat 9 oder 20 VME-Anschlüsse auf der Hauptplatine, an die mehrere VME-Karten angeschlossen werden. Diese Hauptplatine wird als VME-Backplane-Karte oder VME-Backplane-Chassis bezeichnet, und ihr Material und ihre Größe werden ebenfalls bestimmt, um ihre Leistung und Qualität zu erhalten.

Die VME-Backplane-Platine ist sehr wichtig, weil sie mehrere VME-Karten elektrisch und strukturell miteinander verbindet, über die Daten übertragen und empfangen werden.

Funktionsweise der VME-Karten

Die auf VME-Karten verwendete Datenübertragung basiert auf dem asynchronen Interclocking-Verfahren. Dies unterscheidet sich von dem Verfahren, bei dem die Daten synchron zum Systemtakt gesendet und empfangen werden.

Als Reaktion auf eine Datenübertragung von der Master-Seite wiederholt die Master-Seite die Datenübertragung und schließt den Datenübertragungszyklus erst dann ab, wenn die Slave-Seite ein Bestätigungssignal zurücksendet, das anzeigt, dass der Datenempfang abgeschlossen ist. Da die Daten entsprechend dem Timing des Slave-Geräts gesendet und empfangen werden können, ist diese Spezifikation für Peripheriegeräte, die keine ausreichende Übertragungsgeschwindigkeit haben, vorteilhaft und einfach zu gestalten.

Es muss jedoch vermieden werden, dass der Übertragungszyklus vom Master unendlich lange andauert. Aus diesem Grund implementiert der VME-Bus eine Timeout-Funktion, die auch die Möglichkeit von Datenkollisionen zwischen Geräten auf dem VME-Bus berücksichtigt.

Arbitrierungsmodule werden als dedizierte Funktionsmodule zur Erkennung und Reaktion auf Kollisionen definiert und sind in VME-Bussystemen immer vorhanden. Für das Erkennen und Reagieren auf Kollisionen sind zwei Methoden definiert worden. Diese sind die Round-Robin-Methode und die Prioritätsmethode. Welche Methode gewählt wird, hängt von der Anwendung und den Eigenschaften des Systems ab.

1. Round-Robin-Methode

Die Round-Robin-Methode bedeutet, dass jedes Gerät auf dem VME-Bus der Reihe nach auf der Grundlage der ihm zugewiesenen Nummer zugewiesen wird. Zum Beispiel, wenn es A, B und C Geräte gibt, ist die erste Runde A, B und C, die zweite Runde ist B, C und A, die dritte Runde ist C, A und B, und so weiter.

2. Prioritätssystem

Die Prioritätsmethode ist eine Methode, um zu entscheiden, welches Gerät im Falle einer Kollision Vorrang hat, basierend auf einer festen Prioritätsreihenfolge für jedes Gerät.

Sonstige Informationen zu VME-Karten

1. Bus

Die in der obigen Beschreibung erwähnten Busse sind Schaltungen, die Daten und Signale innerhalb eines Computers übertragen. Innerhalb des Computers sind die CPU, der Speicher, die IO-Geräte und andere Geräte durch einen gemeinsamen Bus verbunden.

Es gibt einen Adressbus für die Übertragung von Speicheradressensignalen und einen Datenbus für den Datentransfer zwischen der CPU und den Speicher- und IO-Geräten. Außerdem gibt es einen Steuerbus zur Steuerung dieser beiden Busse. Der Steuerbus ist für die Steuerung des Timings verantwortlich, zu dem der Adressbus und der Datenbus tatsächlich Eingaben/Ausgaben usw. vornehmen.

2. Bus-Standards

Der Standard zu Beginn der Entwicklung war ein 16-Bit-Busstandard, um in den Eurocard-Stecker zu passen. Spätere Erweiterungen haben dazu geführt, dass das aktuelle VME64 einen 64-Bit-Busstandard und einen 32-Bit-Busstandard hat.