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Memoria Flash

¿Qué es una Memoria Flash?

Es un dispositivo de almacenamiento utilizado para leer y escribir datos.

Los dispositivos más conocidos son las tarjetas SD, las unidades SSD y las memorias USB. Se trata de una memoria no volátil que no pierde sus registros aunque se apague y que actualmente se utiliza en una gran variedad de dispositivos.SSD son las siglas de “solid state drive” (unidad de estado sólido) y suele utilizarse para almacenamiento interno en ordenadores portátiles y otros dispositivos.

La memoria flash puede dividirse en dos tipos principales: NAND y NOR. Cada una tiene diferentes velocidades de lectura y escritura y diferentes aplicaciones.

Usos de la Memoria Flash

Los principales productos en los que se utiliza la memoria Flash son las memorias USB, las SSD y las tarjetas SD, etc. Las SSD son el mismo medio de almacenamiento que los discos duros, etc. Sin embargo, como no leen y escriben datos utilizando un cabezal de disco como las HDD, las SSD se caracterizan por su mayor velocidad de procesamiento, ahorro de energía y resistencia a los golpes y vibraciones en comparación con las HDD. Las SSD se caracterizan por su alta velocidad de procesamiento, su bajo consumo energético y su resistencia a vibraciones y golpes. En los últimos años, las SSD se han convertido en una opción popular para el almacenamiento interno en ordenadores portátiles.

Las memorias USB son dispositivos de almacenamiento externo con un puerto USB para leer y escribir datos y que resultan cómodos de transportar; las tarjetas SD son soportes de almacenamiento tipo tarjeta que se utilizan en una gran variedad de dispositivos electrónicos, como smartphones, cámaras digitales y videoconsolas.

Principios de la Memoria Flash

Las memorias Flash pueden dividirse en dos tipos principales: las de tipo NAND y las de tipo NOR. La estructura básica de los elementos de almacenamiento de los tipos NAND y NOR es idéntica, pero el cableado interno es diferente.

Debido a las diferencias en el cableado, las características de los tipos NOR y NAND difieren.

1. Tipo NOR

El tipo NOR tiene un bajo nivel de integración, pero permite el acceso byte a byte. Se caracteriza por una escritura lenta pero un acceso aleatorio rápido.

2. El Tipo NAND

Por el contrario, el tipo NAND es adecuado para una alta integración y tiene velocidades de escritura relativamente altas. Se caracteriza por un acceso basado en bloques y un acceso aleatorio lento.

La memoria flash NAND tiene la ventaja de la alta densidad de celdas de memoria, pero presenta el inconveniente de que pueden producirse errores de bit. Por este motivo, es necesario instalar un circuito de código de corrección de errores (ECC).

Un código de corrección de errores es un valor que se asigna cuando se leen o escriben datos. El código de corrección de errores coincide con el código de corrección de errores para comprobar si los datos leídos son realmente el valor escrito en la memoria flash.

Tipos de Memoria Flash

La memoria flash NAND se clasifica en los siguientes tipos según las características de las celdas, que son las unidades utilizadas para almacenar la información.

1. NAND SLC

La memoria flash NAND capaz de almacenar un bit de información por celda se denomina NAND SLC (celda de un solo nivel). Aunque se caracteriza por su alta durabilidad, tiene el inconveniente de su baja capacidad.

2 MLC NAND

La memoria flash NAND que puede almacenar dos bits de información por celda se denomina NAND MLC (celda multinivel). Es barata, pero tiene la desventaja de que sus velocidades de lectura y escritura y su resistencia son inferiores a las de la NAND SLC.

Más Información sobre la Memoria Flash

Almacenamiento de Datos en el Tipo NAND

Cuando se almacenan datos en una memoria flash, la unidad más pequeña de almacenamiento se denomina celda, que consiste en un aislante túnel y una puerta flotante en un semiconductor.

Los datos se almacenan almacenando y liberando electrones en la puerta flotante. Cuando los datos se escriben o se borran, los electrones penetran y se mueven a través de la película de óxido de túnel, haciendo que ésta se degrade.

A medida que esta película de óxido de túnel se deteriora, la célula es incapaz de almacenar datos correctamente y llega al final de su vida útil. Se dice que la vida útil aproximada de una célula individual oscila entre 1.000 y 10.000 ciclos de escritura y borrado.

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ruban adhésif floral

Qu’est-ce qu’un ruban adhésif floral ?

Cinta FloralLe ruban adhésif floral est un ruban adhésif artificiel et horticole utilisé pour maintenir ensemble les tiges de fleurs artificielles et les bouquets.

Il est fabriqué à partir de papier crêpé et est très souple et élastique, avec la propriété de devenir plus adhésif à mesure qu’il s’étire. La couleur de base est le vert pour représenter la couleur naturelle de la tige, mais il existe de nombreuses variations du même vert, y compris des couleurs plus foncées et plus claires. Les autres couleurs sont le blanc, le marron et le rose.

Les rubans adhésifs floraux sont vendus dans les magasins d’artisanat et les centres de bricolage. Depuis peu, il est également facile de s’en procurer dans les magasins tout à 1 euro.

Utilisations des rubans adhésifs floraux

Les rubans adhésifs floraux sont utilisés pour fabriquer les tiges des fleurs artificielles, pour composer des bouquets et pour arranger les fleurs. Il est également utile pour renforcer les branches et les tiges des fleurs fraîches lorsqu’elles sont sur le point de se casser, et pour fixer les fils qui ressemblent à des tiges.

Les rubans adhésifs floraux sont utilisés non seulement pour les compositions florales, mais aussi pour la confection d’ornements de cheveux, de boutonnières et d’autres petits objets. Vous pouvez choisir parmi une gamme de largeurs de ruban, de couleurs, d’élasticité et de force adhésive, en fonction de l’utilisation prévue.

Caractéristiques du ruban adhésif floral

Avantages

Le ruban adhésif floral n’utilise pas de colle et se colle simplement en s’étirant et en s’enroulant. Le pouvoir adhésif varie en fonction de la force de l’étirement et, comme aucun adhésif n’est nécessaire, même les débutants peuvent le manipuler facilement.

De plus, comme il existe une grande variété de produits, il est possible de choisir une couleur assortie à la couleur de la tige et à l’ambiance générale, et de sélectionner une largeur correspondant à la force requise, ce qui permet d’apprécier la combinaison.

Inconvénients

Les rubans adhésifs floraux ont la particularité de voir leur pouvoir adhésif augmenter au fur et à mesure qu’ils sont étirés, ce qui les rend très collants. Bien qu’ils soient utilisés à l’origine pour exploiter cette caractéristique, certains produits sont très adhésifs et laissent un résidu collant sur les mains. Ou encore, ils ne sèchent pas facilement et la poussière et d’autres débris peuvent s’y coller.

Si vous êtes préoccupé par le caractère collant, il est recommandé de choisir un ruban adhésif floral moins collant, ou d’utiliser une méthode telle que le saupoudrage de poudre pour bébé afin de rendre le ruban plus lisse. Notez que si la poudre est appliquée avant que le travail ne soit terminé, le ruban risque de ne pas être roulé correctement ou de se décoller au milieu du travail.

Types de rubans adhésifs floraux

Les rubans adhésifs floraux sont disponibles dans une grande variété de largeurs, de couleurs, d’élasticités et de forces adhésives. D’autres caractéristiques varient d’un produit à l’autre, comme les rubans très absorbants pour les fleurs fraîches et les rubans résistants à l’eau pour les fleurs conservées, qui sont vulnérables à l’eau.

Choisir les rubans adhésifs floraux

Pour choisir les rubans adhésifs floraux, il faut d’abord tenir compte de la largeur et de la couleur.

1. Largeur

Pour les arrangements de base, utilisez une largeur générale d’environ 12 mm. Lorsque vous utilisez de petites fleurs pour des ornements de cheveux ou des accessoires, choisissez des rubans floraux fins d’une largeur de 6 mm. Lorsque vous utilisez des fleurs ou des branches de grande taille, ou lorsque vous utilisez le ruban adhésif floral comme renfort, choisissez une largeur plus importante pour augmenter la force de fixation et stabiliser le ruban.

2. Couleur

Il existe toute une gamme de couleurs, depuis celles qui correspondent aux tiges des plantes jusqu’à celles qui représentent les branches, en passant par les couleurs qui ajoutent une touche de glamour. Si vous choisissez des couleurs éloignées des fleurs utilisées, elles risquent de ne pas être à leur place. Les risques d’échec sont moindres si l’on commence par des verts basiques.

3. Fonctionnalité

Outre la largeur et la couleur, il est également important de tenir compte de l’élasticité, de l’adhésivité, de la capacité d’absorption et de la résistance à l’eau. En principe, l’élasticité est plus facile à manipuler et à coller, c’est pourquoi le choix d’un produit souple et extensible est une valeur sûre.

Le choix de l’absorption et de la résistance à l’eau dépend du type de fleurs utilisées. Pour relier et renforcer les tiges cassées, il est nécessaire de laisser le ruban adhésif floral absorber l’eau. Les rubans résistants à l’eau sont utilisés pour les fleurs conservées.

Utilisations du ruban adhésif floral

Le ruban adhésif floral s’utilise en regroupant les fleurs à arranger de manière à ce qu’elles ne soient pas surchargées, puis en l’enroulant autour d’elles tout en tirant. Comme le pouvoir adhésif varie en fonction de la force de traction, il est préférable d’étirer soigneusement le ruban jusqu’à ce qu’il atteigne environ le double de sa taille initiale. Enveloppez et fixez fermement la partie supérieure et enroulez-la vers le bas pour qu’elle soit difficile à détacher et qu’elle présente une belle finition.

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Poliolefinas

¿Qué son las Poliolefinas?

Es el término genérico para polietileno y polipropileno, en los que el monómero de la materia prima es una olefina. Las olefinas son compuestos con dobles enlaces entre átomos de carbono, también llamados alquenos.

Las poliolefinas polietileno y polipropileno tienen cada una sus propias características específicas, pero las características comunes son (1) peso ligero debido a su baja densidad, (2) excelente resistencia a la humedad, que impide la permeación del vapor de agua en el aire, y (3) sólo se producen átomos de carbono e hidrógeno cuando se queman porque están compuestas sólo de átomos de carbono e hidrógeno. Al quemarse sólo se produce dióxido de carbono y agua, ya que está compuesto únicamente por átomos de carbono e hidrógeno.

Tipos y aplicaciones de las Poliolefinas

Poliolefinas es un término genérico que designa las resinas cuyo compuesto de materia prima es una olefina, siendo el polietileno y el polipropileno resinas específicas.

El polietileno se clasifica en polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno de alta densidad (HDPE) y polietileno de peso molecular ultra alto (UHMW-PE); el LDPE es transparente y blando y se utiliza para envolver películas, mientras que el HDPE es resistente y se emplea para bolsas de plástico. El UHMW-PE se utiliza en separadores para baterías de iones de litio.

El polipropileno es una resina blanca lechosa que se utiliza en una amplia gama de industrias, como bandejas de comida, piezas de electrodomésticos y piezas de automóviles.

Estructura de las Poliolefinas

La materia prima del polietileno, clasificado como poliolefina, es el etileno, mientras que la del polipropileno es el propileno. Ambas materias primas tienen dobles enlaces. Los hidrocarburos con dobles enlaces, es decir, los alquenos, se denominaban anteriormente olefinas. Por ello, el polietileno y el polipropileno fabricados a partir de olefinas se denominan Poliolefinas.

Dentro del polietileno, el LDPE y el HDPE se fabrican de formas diferentes. Debido a los distintos métodos de fabricación, el número de cadenas moleculares con ramificaciones y el peso molecular difieren, lo que hace que el LDPE y el HDPE tengan propiedades físicas diferentes. En el caso del polipropileno, las propiedades físicas varían en función de la estereo-regularidad de los grupos metilo en las cadenas laterales, con una mayor estereo-regularidad resultando en una mayor dureza y resistencia.

Características de las Poliolefinas

Las siguientes son algunas características comunes de las poliolefinas, el polietileno y el polipropileno.

La primera característica es que son ligeras. Las poliolefinas tienen una densidad inferior a 1 g/cm3, que es pequeña entre las resinas.

La segunda característica es su excelente resistencia a la humedad. Las poliolefinas tienen un bajo índice de absorción de agua, por lo que se utilizan para evitar la permeación del vapor de agua del aire, por ejemplo en las tapas.

Una tercera característica es que no producen compuestos nocivos cuando se queman. Como las poliolefinas sólo están compuestas por átomos de carbono e hidrógeno, al quemarse sólo se produce agua y dióxido de carbono. Sin embargo, hay que tener en cuenta que si el polímero se modifica parcialmente o se añaden aditivos, pueden producirse otros compuestos durante la combustión.

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chargeur pour véhicule électrique

Qu’est-ce qu’un chargeur pour véhicule électrique ?

Cargadores de vehículos eléctricosLes chargeurs pour véhicules électriques sont des dispositifs qui permettent de recharger les véhicules électriques (VE) et les VE hybrides rechargeables.

Avec l’essor des véhicules électriques, des chargeurs spécifiques ont été installés dans divers endroits, notamment dans les maisons, les hôtels, les hôpitaux, les installations commerciales, les autoroutes et les stations-service, etc. Il existe deux types de chargeurs pour véhicules électriques : les chargeurs filaires (utilisant des câbles) et les chargeurs sans fil (sans contact).

À l’heure actuelle, la méthode de charge filaire est la plus répandue, car elle nécessite moins de temps de charge que la méthode sans contact, mais les deux devraient s’utiliser conjointement à l’avenir car plus pratique. Les systèmes de charge câblée peuvent être classés en deux catégories : les chargeurs normaux et les chargeurs rapides.

Utilisations des chargeurs pour véhicules électriques

Les chargeurs pour véhicules électriques sont utilisés pour recharger les véhicules électriques et hybrides. Les systèmes d’alimentation électrique filaire actuellement très répandus comprennent les chargeurs normaux et les chargeurs rapides.

1. Chargeurs normaux

Les chargeurs normaux sont principalement installés dans les foyers, les parkings d’entreprises, les hôtels, les hôpitaux et les installations commerciales. Le temps de charge standard des chargeurs ordinaires étant de 8 à 10 heures, ils sont utilisés à la maison et à l’hôtel pour charger complètement la batterie pendant la nuit et à d’autres moments où la voiture n’est pas utilisée, puis pour charger la batterie dans les hôpitaux, les établissements commerciaux et d’autres destinations en fonction du temps passé sur place.

2. Chargeurs rapides

Les chargeurs rapides sont installés sur les autoroutes, dans les stations-service et dans d’autres lieux où il y a beaucoup d’utilisateurs pendant de courtes périodes et où il y a peu de restrictions quant à l’espace d’installation. Les chargeurs rapides peuvent recharger un véhicule en 30 minutes environ, ils sont donc utilisés pour recharger des véhicules durant leur trajet.

Principe des chargeurs pour véhicules électriques

Il existe deux types de chargeurs normaux avec un système d’alimentation électrique filaire, avec des tensions de 100 V et 200 V. Le courant alternatif (CA) monophasé à usage domestique est fourni directement au véhicule, et le circuit redresseur du véhicule le convertit en courant continu (CC) pour charger la batterie du VE.

Dans le cas d’un chargeur rapide doté d’un système d’alimentation électrique câblé, le convertisseur CA/CC du chargeur rapide convertit le courant alternatif triphasé de 200 V en un courant continu à haute tension et à haut rendement, qui est ensuite fourni au véhicule. Il existe trois principaux types de protocoles de charge rapide : CHAdeMO, développé principalement au Japon ; CCS (Combined Charging System), développé principalement par les constructeurs automobiles européens et américains ; et Tesla Supercharger, développé indépendamment par les véhicules Tesla.

Autres informations sur les chargeurs pour véhicules électriques

1. Systèmes de charge sans contact

La recharge sans contact est une autre méthode en cours de développement et de normalisation. La recharge sans contact est un système dans lequel l’énergie est fournie sans fil à partir d’une bobine de transmission installée au sol jusqu’à une bobine de réception sur le VE.

Parmi les avantages de ce système, citons la commodité de pouvoir recharger automatiquement sans sortir de la voiture et la sécurité de ne pas avoir à toucher le chargeur, ce qui élimine le risque d’électrocution. Il existe deux principaux types de systèmes d’alimentation sans contact : l’induction électromagnétique et la résonance magnétique. Les systèmes à résonance magnétique sont supérieurs aux systèmes à induction électromagnétique en termes de capacité à transmettre de l’énergie sur de longues distances et d’efficacité de la transmission d’énergie.

2. CHAdeMO

Le protocole CHAdeMO utilise les normes de communication CAN pour contrôler la communication de données entre les véhicules et les chargeurs, de sorte que les VE et les chargeurs rapides de divers fabricants puissent être appariés. De plus, pour garantir la sécurité des chargeurs rapides qui gèrent des courants importants, il est essentiel que l’alimentation de contrôle soit indépendante et qu’il existe une fonction permettant de protéger l’ensemble du chargeur contre les anomalies survenant dans l’alimentation principale et qu’un transformateur d’isolation soit inséré entre le côté alimentation principale et le côté secondaire (côté courant continu).

Par ailleurs, pour garantir que la durée de vie de la batterie du VE ne soit pas affectée, l’ECU embarqué envoie des instructions au chargeur rapide pour la valeur optimale du courant de charge en fonction de conditions telles que la capacité restante de la batterie du VE. Le chargeur rapide envoie ensuite le courant conformément aux instructions de l’ECU.

3. CCS (système de charge combiné)

Les entrées de véhicule CCS sont conçues pour permettre une charge en courant alternatif et en courant continu avec une seule entrée de charge du véhicule. L’entrée fait référence à la fiche située à l’extrémité du cordon d’alimentation dans le véhicule, également connue sous le nom de prise.

Le type de connexion CCS est normalisé en Amérique du Nord sous SAE J1772 (connecteur de type 1) et en Europe sous IEC 62196 (connecteur de type 2). La communication ne se fait pas par l’intermédiaire de lignes électriques, mais est superposée à des signaux PWM. La séquence de charge est communiquée sous la forme d’une demande envoyée par le VE et d’une réponse renvoyée par le point de charge.

標準反射板

標準反射板とは

標準反射板とは、光学測定や色の評価に使用される参照標準の一種です。

特定の光の反射率として知られる反射特性を持つ表面を持ち、光の反射性能を調整・校正するために使用されます。

また、色再現性の標準でもあります。光学測定や色測定の際に、光学システムや光源、測定装置を校正したり、光源の出力を調整したりする際に参照として使用され、画像処理やカメラキャリブレーションなどでも使用されます。校正や調整の種類によって特定の反射率を持つ標準反射板が用意されており、光学測定デバイスや光学システムを定期的に校正や調整を行う必要があります。

つまり、標準反射板は光学システムの校正や調整に標準として使用される極めて正確な反射特性をもった板といえます。

標準反射板の使用用途

標準反射板は、光の測定や校正のために使用されます。一般的な使用用途は下記の通りです。

1. 光の校正

標準反射板は、光源の出力や光センサーの感度など、光の測定システムを校正するために使用されます。標準反射板の反射率は、予め正確に知られているため、それを基準にして測定システムの調整やキャリブレーションが行われます。

2. 光の測定

標準反射板は、光の強度やスペクトル分布などの測定に使用されます。測定対象の光を標準反射板に照射することで、反射された光の特性を測定することができます。標準反射板の特性は既知であるため、それと測定された反射光を比較することで、正確な測定値を得ることができます。

3. 色差の評価

標準反射板は、色差の評価にも使用されます。色差は測定対象の色と基準の色との間の違いを表し、標準反射板の特定の色度や反射率を使用して、色差の評価や校正が行われます。

4. 照明設計と光学システムの評価

標準反射板は、照明設計や光の測定装置、光学センサーなどの光学システムの評価にも使用されます。照明設計では、特定の光の特性を実現するために光源の特性を評価する必要があります。標準反射板は、特定の反射率や光拡散性を持ち、照明設計の効果の評価の基準として使用されることが多いです。

5. カメラや映像機器のキャリブレーション

標準反射板は、カメラや映像機器のキャリブレーションに使用されます。例えば、カメラの露出やホワイトバランスの調整に使用されます。これは、標準反射板は特定の反射率や色温度を持ち、正確な色再現や画像品質を実現することが可能だからです。

その他、光学応用装置の校正や評価、調整には必ず必要とされます。

標準反射板の原理

標準反射板の原理は、反射率という概念に基づいています。反射率は、物体が光をどれだけ反射するかを示す数値であり、光の入射量と反射量の比として表されます。

光が板に当たると、一部の光は吸収され一部は反射されますが、標準反射板は反射率が正確に特定の値に一致するように製造されており、その特性を基準として使用します。反射率は事前に正確に測定されているため、測定装置やセンサーを標準化し、光の強度やスペクトルを正確に測定できます。

標準反射板はランバーチアン反射と呼ばれる反射を示す材料で作られています。ランバーチアン反射とは、入射した光が均等に反射され、均一な輝度を持つ現象です。つまり、光は標準反射板の表面で均等に拡散し、あらゆる方向に反射されます。

標準反射板の種類

標準反射板の種類は主に下記の通りです。

1. 白色標準反射板

白色標準反射板は、光の波長の広い範囲で均一な反射特性を持つように設計された反射板です。通常、バークハイト板やマグネシウムオキサイドなどの白色粉体が使用されます。白色標準反射板は、光のスペクトル全体にわたって一様な反射率を持ち、一般的な光学測定の基準として広く使用されます。

2. グレースケール標準反射板

グレースケール標準反射板は、特定の反射率のグレースケール (階調) を持つ反射板です。これは、写真や印刷業界で使用され、画像のトーンや階調のキャリブレーションに利用されます。

3. 色相標準反射板

色相標準反射板は、特定の色度や色相を持つ反射板です。色相標準反射板は、光の色彩性や色の正確さの評価に使用されます。例えば、規格に基づいた色度座標や色差指数に合わせて、特定の色相を持つ標準反射板が使用されます。

4. 分光反射板

分光反射板は、特定の波長範囲での反射率特性を持つ反射板です。これは、特定の波長の光を評価するために使用されます。分光反射板は、分光測定や特定のスペクトル領域での光学的な研究において有用です。

これらは一般的な標準反射板の種類の一部ですが、実際にはさまざまな要件や用途に応じて、様々な標準反射板が使用されます。また、各業界や規格団体によって独自の標準反射板の仕様が策定されています。

配光測定

配光測定とは

配光測定とは、光源や光学システムの光の特性を測定する方法です。

光の空間的な強度分布を分析することにより、光源の色、輝度などの測定を行います。一般的に、光源の色温度、色再現性、強度分布の均一性などを評価するために配光測定が使用されます。例えば、光学デバイスや光学材料の評価や品質管理、照明設計などの分野でも広く応用されています。

もっとも近年では、配光測定においてもスペクトル解析の需要が高まっており、スペクトロメータ (英: Spectrometer) と呼ばれる機器が使用されることが多くなっています。なお、スペクトル解析とは、光の強度を光の波長ごとに整理する解析手法のことです。

そして、配光測定とスペクトル解析は、そのアプローチや目的においていくつかの違いがあります。配光測定は主に光の空間的な分布や強度を評価するための手法であり、スペクトル解析は主に光の波長スペクトルを解析するための手法です。それぞれの手法は、異なる光学的なデータを得るために使用されます。

つまり、配光測定とは「主に、光の強度や輝度の空間的な分布を測定し、評価すること」と言えます。

配光測定の使用用途

配光測定は、光の放射特性を定量的に評価するための技術です。主な用途は次の通りです。

1. 照明設計

配光測定は、照明設計者が光源の明るさ、色温度、色再現性、均一性など、照明システムの性能を評価するのに使用します。照明の配光パターンを測定し、照明効果や照度の分布を分析することができます。

2. 映画・映像制作

映画や映像制作では、撮影場所やセットにおける照明の配光が重要です。配光測定は、光源の色温度や色再現性を評価し、映像に一貫性と正確さをもたらすのに役立ちます。

3. 自動車産業

自動車メーカーは、車内および車外の照明システムの品質を評価するために配光測定を使用します。これにより、ヘッドライトやテールライトの明るさ、均一性、光の投射パターンを評価することができます。

4. 建築デザイン

建築物の照明計画においては、配光測定が使用されます。建物内外の照明システムを評価し、照明の均一性、効果、建物のファサードの美しさを確保することができます。

5. 植物栽培

植物の成長には適切な光の条件が必要です。配光測定は、植物の生育環境での光強度、スペクトル、光の分布を評価し、光合成効率や生育効果を最適化するのに役立ちます。

その他にも、舞台照明、博物館展示、美容産業、医療照明など、さまざまな分野で配光測定が使用されます。

配光測定の原理

配光測定の原理は、光の強度やスペクトルを測定することに基づいています。一般的に、配光測定は次の手順に従います。

1. 光源の放射

測定対象となる光源から光が放射されます。これは、照明器具やディスプレイなど、さまざまな光源である可能性があります。

2. 光の収集

測定装置は、光を収集するためのセンサーや光学システムを使用して、放射された光を収集します。光学フィルターやレンズを使用して、特定の波長範囲の光を選択することもあります。

3. 光の分析

収集された光は、測定装置内部のセンサーや光学素子によって分析されます。一般的な測定は、光の強度分布やスペクトル分布を測定することです。

4. データの処理

測定されたデータは、コンピュータによって解析されます。測定結果はグラフや数値として表示され、光源の特性や配光パターンを評価するために使用されます。

配光測定の種類

配光測定は、光のスペクトル組成や色温度など、光の性質を定量化するために行われる測定方法です。以下に、いくつかの一般的な配光測定の種類を示します。

1. 色温度測定

光の色温度を測定するために行われる測定です。色温度は、光の色合いや「暖かさ」を表す指標であり、一般的な単位はケルビン (K) で表されます。

2. 輝度測定

光の明るさを測定するために行われる測定です。輝度は、光源から放出される光の明るさの空間的な強さを表します。輝度測定は、照明設計やディスプレイの評価などに使用されます。

3. 光束測定

光源から放出される総光量を測定するために行われる測定です。光束は、単位時間あたりに放出される光の総エネルギー量を表します。光束測定は、照明効率や光源の性能評価に使用されます。

4. 色差測定

光の発色性や色の正確さを評価するために行われる測定です。色差測定では、測定対象の光と標準の光との間の色の違いを定量化するために、色度座標や色差指数などが使用されます。

5. スペクトル測定

近年需要が拡大しています。光のスペクトル組成を分析するために行われる測定です。これにより、光の波長やスペクトル分布を評価することができます。

これらは一般的な配光測定の種類のいくつかですが、実際にはさまざまな測定手法や指標が存在します。具体的なアプリケーションや目的に応じて、適切な測定手法を選択する必要があります。

LED光源

LED光源とは

LED (英: Light-Emitting Diode) 光源とは、発光ダイオードとも呼ばれる電子デバイスであり、電気エネルギーを直接光に変換する装置です。

ガリウムヒ素などの半導体材料から作られ、正極と負極の間に電流を流すと効率良く電気エネルギーが発光エネルギーに変換することが可能です。

従来の白熱電球や蛍光灯に比べて、少ない電力で同じ明るさの光を提供できるため、電力消費量を削減し省エネルギー効果を実現できます。また、非常に長寿命で通常数万時間以上は持続するため、交換やメンテナンスの頻度が減り、コストと手間を節約できます。したがって、高い位置への取り付けや交換が困難な場所ではさらに重宝されます。

ただし、高温や多湿な環境、または極端な温度変化がある場所での使用には適していない場合があります。取扱説明書などに従い適切な使用環境を確保することが重要です。

LED光源の使用用途

LED光源は日用品から産業製品まで、さまざまな用途で使用されます。主な使用用途は下記の通りです。

1. 一般照明

LEDは一般的な照明目的に広く使用されています。省エネルギー性が高く、従来の白熱電球や蛍光灯に比べて長寿命です。さまざまな形状やサイズの電球やパネルが市場に出回っており、家庭やオフィスの照明など幅広い場所で使用されています。

2. 自動車照明

自動車の照明は安全性と視認性が重要です。高い輝度と明るさがあり、ヘッドライトやウィンカーライト、ブレーキライトなどに使用されます。従来のハロゲンやハイビームに比べて明るさが向上し、視認性が高まります。また、LEDの低消費電力は燃費改善にも寄与します。

3. ディスプレイ

ディスプレイのバックライトとして使用され、スマートフォンや広告掲示板などに光を供給します。LEDバックライトは明るく均一な光を提供し、高いコントラストと広い視野角を実現可能です。また、有機EL技術を用いたLEDディスプレイは、薄型で柔軟なデザインや高い色再現性を実現し、高画質な映像表示が可能です。

4. 農業

植物の育成にも使用されます。特定の波長の光を放出することで植物の光合成を促進し、成長や収穫を支援します。屋内園芸や商業的な農業で、植物の成長を制御するための人工光源として利用されます。

LED光源の原理

LED光源の原理は、半導体デバイスの特性と光の発生原理に基づいています。

一般的にはガリウムヒ素や窒化ガリウムなどの半導体材料が使用されます。半導体は伝導帯と価電子帯と呼ばれるエネルギーバンドが存在し、これらに電子が存在するかどうかで物質の導電性が決まります。

LED光源では、電子のエネルギー状態が変化することによって光が発生させることが可能です。通常はp型半導体とn型半導体から構成されており、この接合面をpn接合と呼びます。電流がLEDに流れると、n型半導体からp型半導体に電子が移動し、その際に電子のエネルギーが放出されます。

電子のエネルギーは、LEDでは光として放出されます。半導体材料に含まれる特定の原子やドープ剤によって、発光する光の色を制御することが可能です。

LED光源の種類

LED光源は光源数に応じていくつかの種類に分類されます。複数の波長を有するLED光源の方が、再現可能な発色数が増えることが多いです。LEDドライバなどと併用することで、発色種類や香料などを自在に変更することができます。

1. 1波長出力LED

特定の波長の単一の光を放出するLEDです。赤色LEDは630nmから700nmの波長で光を放出し、緑色LEDは515nmから570nmの波長で光を放出します。特定の光色が必要な場合に使用されます。

2. 2波長出力LED

2つの異なる波長の光を放出するLEDです。異なる色の発光ダイオードを組み合わせて構成されます。特定の色のミックスや光効果を作り出すために使用されます。

光源としては、最大4波長程度の出力を持つLEDが販売されています。多色光効果を作り出すために使用され、多彩な色やRGBカラーミックスを実現することが可能です。

量子ドット

量子ドットとは

量子ドットとは、ナノテクノロジーの分野で使用される微小な半導体です。

主にディスプレイやテレビなど、光学デバイスへの応用が期待されている次世代技術とされており、数nmから数十nm程度の大きさで微小な立方体や球状の構造で構成されます。これらの構造体は、半導体材料の特性と制御された成長プロセスを使用して製造されることが多いです。

量子ドットは伝統的な半導体材料よりも広いエネルギー範囲で光を吸収または放出することが可能です。この特性により、広いスペクトル範囲で光を制御することが可能となり、高性能な光エレクトロニクスデバイスの開発に寄与しています。また、サイズは制御可能であり、電子や光子の振る舞いを調整することが可能です。サイズを変えることで発光色や発光特性を調整することが可能です。

量子ドットの使用用途

量子ドットはさまざまな製品に応用されることが期待されています。主な使用用途は下記の通りです。

1. レーザー

高性能な光デバイスの開発では、例えば発光ダイオードやレーザーディオードにおいて、量子ドットは優れた発光特性を提供することが可能です。広いスペクトル範囲での光の発光や吸収を可能にし、高い発光効率を持つことができます。これにより、さまざまな発光応用機器に適用できる可能性が高く、照明やセンサー、光通信などへの応用が期待されています。

2. 太陽光電池

量子ドットを太陽電池に導入することで従来より広い波長範囲の光を吸収し、太陽光のエネルギーをより効率的に変換することが可能です。また、光の量子効果を利用するため、量子ドットによって光のエネルギーを高い出力電圧に変換することもできます。

3. ディスプレイ

高輝度かつ高コントラスト比を備えたディスプレイ技術の開発では、従来の液晶ディスプレイに比べて色再現性が優れ、より鮮やかに画像を映すことが可能です。これらは量子ドットディスプレイと呼ばれます。

4. 生体イメージング

生体イメージングの分野では、特に蛍光性の量子ドットが生体組織内での高い蛍光効率を持ち、長寿命かつ高感度です。これにより、生体内の細胞や組織の観察や診断に役立てられます。

量子ドットの原理

量子ドットは半導体材料で、量子力学の原理に基づいた微小立方体や球状の構造です。

微小なサイズであるため、電子や光子の自由な移動範囲が限定的です。この制約により、電子や光子の振る舞いを量子的に制御することが可能です。発光デバイスとして使用した場合、サイズを制御することで発光色を自由に調整することが可能です。

また、量子ドット内電子のエネルギーが特定のエネルギー準位に束縛されます。量子ドットのサイズに応じて、異なるエネルギーバンドやエネルギー準位が形成されます。これにより、特定の波長光に感度の高い受光デバイスに応用することが可能です。

量子ドット内の電子や正孔は、限られた空間内に局在化されます。局在化することによって、電子とホールの再結合が抑制されて発光効率が向上します。また、電子や正孔の密度が高まるため、高速な電子デバイスの実現も可能です。

量子ドットの種類

量子ドットはカドミウムを含有するか否かに応じて、2種類に分類されます。

1. カドミウムフリー量子ドット

カドミウムフリー量子ドットは、主にカドミウム (Cd) を含まない材料から作られる量子ドットです。環境への悪影響や毒性の問題を回避するために開発されました。一般的なカドミウムフリー量子ドットの材料には、インジウム (In) 、鉛 (Pb) 、硫黄 (S) およびその他の希土類元素が含まれることが多いです。

光エレクトロニクスやバイオイメージングなどの応用に使用されています。

2. カドミウム系量子ドット

カドミウム系量子ドットは、カドミウム (Cd) を主成分とする材料から作られる量子ドットです。カドミウムセレン (CdSe) 、カドミウムテルル (CdTe) 、カドミウム硫化物 (CdS) などが一般的な例です。

高い発光効率、広い発光範囲、および優れた光学特性を持ちますが、カドミウムは環境に対して毒性があるため、環境への影響や健康への懸念を考慮することが必要です。

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R-Gewinde

Was ist ein R-Gewinde?

R-Gewinde ist eine gängige Bezeichnung für kegelige Rohrgewinde.

Der Begriff R-Gewinde wird so genannt, weil das Außengewinde und das Innengewinde von kegeligen Rohrgewinden in den ISO-Normen mit den Buchstaben R bzw. Rc bezeichnet werden.

R-Gewinde werden in Rohrverschraubungen und Rohrendengewinden verwendet und bezeichnen Gewinde, die für Rohrverbindungen verwendet werden.

Anwendungen von R-Gewinden

R-Gewinden (kegelige Rohrgewinde) haben eine hervorragende Dichtigkeit bei Rohrverbindungen mit minimalem Flüssigkeitsaustritt im Rohr. Sie werden daher für Rohrverbindungen verwendet, bei denen Flüssigkeitsleckagen ein grundlegendes Problem darstellen, wie z. B. bei Transportleitungen für verschiedene Flüssigkeiten, Pneumatik- und Vakuumanlagen usw.

Funktionsweise des R-Gewindes

Die Funktionsweise des R-Gewindes wird hier erläutert. Das Bezugsprofil eines kegeligen Gewindes wird mit einem Kegel von 1:16 in Bezug auf die Mittelachse des Rohr- oder Fittinggewindes eingeschnitten.

Parallele Innengewinde werden parallel zur Mittelachse geschraubt.

Bei R-Gewinden nimmt der Außendurchmesser auf der Außengewindeseite mit zunehmender Entfernung vom Ende zu, während der Innendurchmesser auf der Innengewindeseite mit zunehmender Entfernung vom Ende abnimmt. Je größer die Einschraubtiefe ist, desto fester haften Außen- und Innengewinde aneinander und desto dichter wird der Mechanismus.

Wie bei den Rohren werden die Größen der konischen Rohrgewinde grundsätzlich in Zoll angegeben. Wie bereits erwähnt, gibt es neben dem R-Gewinde verschiedene andere Normen für Rohrgewinde, wie Rp (parallele Rohrgewinde für kegelige Rohrgewinde), G (parallele Rohrgewinde) und NPT (allgemeines amerikanisches kegeliges Rohrgewinde).

Schrauben unterschiedlicher Normen können nicht miteinander verbunden werden, daher ist es wichtig, je nach den verwendeten Geräten und den Spezifikationen der Verbindung die geeignete Norm zu wählen.

Weitere Informationen über R-Gewinde

1. Typische Beispiele für Produkte mit R-Gewinden

Rohrverschraubungen mit R-Gewinden, für Außengewinde am Rohrende.

R-Gewinde sind Gewindeverbindungen und daher wesentlich einfacher zu montieren als Schweiß- oder Flanschverbindungen.

2. Normen für R-Gewinde

Die Normen für R-Gewinde und kegelige Gewinde für Rohre lauten wie folgt:

  • ISO 7-1, Rohrgewinde mit druckdichten Verbindungen auf den Gewinden – Teil 1: Abmessungen, Toleranzen und Bezeichnung
  • ANSI/ASME B1.20.1 NPT American National Standard Taper Pipe Threads

Aktuelle nationale Normen wurden überarbeitet, um der ISO 7-1 der ISO-Norm (Internationale Organisation für Normung) zu entsprechen.

In diesem Fall werden sowohl Außengewinde als auch Innengewinde als PT bezeichnet und mit dieser Schreibweise angegeben, so dass bei der Auswahl sorgfältig zu prüfen ist, ob es sich um Außengewinde oder Innengewinde handelt. Parallele Rohrgewinde sind mit PF gekennzeichnet.

3. Vorteile von parallelen Rohrgewinden

Parallele Rohrgewinde haben aufgrund der Trennung von Befestigungsgewinde und Dichtungsteil (z. B. O-Ring oder Dichtung) folgende Vorteile:

  • Es können jederzeit konstante Anzugsbedingungen eingehalten werden
  • Ein Austreten von Flüssigkeit wird vollständig verhindert
  • Es werden keine Rückstände aus dem Dichtungsband eingemischt
  • Widerstandsfähig gegen Biegung und Ermüdung

Nachteile: Durch Vibrationen der Rohrleitung kann es zu Sickerleckagen kommen. Es gibt mehere verfügbare Kombinationen von kegeligen Gewinden für Rohre und parallelen Gewinden für Rohre.

4. Einbau von R-Gewinden

Bei der Montage von R-Gewinden ist es üblich, die Gewindeseite mit einer dünnen Schicht Teflon-Dichtband zu umwickeln und die Schraube anzuziehen, um leicht offene Gewindespalten auszufüllen und die Luftdichtheit deutlich zu verbessern.

Wenn Sie das Dichtungsband um die Schraube wickeln, wickeln Sie es 6-7 Mal um die Schraube, wobei ein Gewinde vom Endgewinde entfernt sein sollte. Das Dichtungsband sollte in der gleichen Wickelrichtung wie das Gewinde gewickelt werden (normalerweise im Uhrzeigersinn). Vor dem Anziehen einer Schraube kann das Dichtungsband mit den Fingern gegen das Gewinde gepresst werden, so dass die Schraube vorbereitet angezogen werden kann.

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PVD-Beschichtung

Was ist eine PVD-Beschichtung?

Unter PVD-Beschichtung (englisch: Physical Vapor Deposition) versteht man das Aufbringen eines dünnen Films aus einer harten Legierung auf die Oberfläche des abgeschiedenen Objekts durch ein physikalisches Verfahren.

Dadurch wird die Oberfläche des abgeschiedenen Objekts sehr hart und zäh. Außerdem wird die Oberflächenglätte erhöht und die Reibung und der Verschleiß an der Oberfläche des abgeschiedenen Objekts verringert.

Anwendungen von PVD-Beschichtungen

Eine typische Anwendung für PVD-Beschichtungen ist die Halbleiterherstellung. Das Verfahren wird seit langem eingesetzt, insbesondere für die Herstellung von Mehrschichtelektroden, Verdrahtungen, Schutz- und Isolierschichten sowie Metallschichten.

Es eignet sich auch für Aluminiumbeschichtungen auf Speichermedien wie CDs und DVDs aufgrund seiner guten Haftung und Kosteneffizienz sowie für Titanlegierungsbeschichtungen zur Verbesserung der Haltbarkeit von Schneidwerkzeugen. Darüber hinaus wird es auch als Alternative zur Beschichtung von metallischen und nichtmetallischen Produkten eingesetzt, z. B. bei Schmuck wie Armbändern und Armbanduhren und bei dekorativen Anwendungen für architektonische Teile wie Türknäufe.

PVD-Beschichtungen werden in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, da sie eine hohe Haltbarkeit, einen geringen Verschleiß und eine lange Lebensdauer des zu beschichtenden Objekts gewährleisten.

Funktionsweise von PVD-Beschichtungen

PVD-Beschichtungen sind ein Beschichtungsverfahren, bei dem ein Hartmetall auf der Oberfläche des zu beschichtenden Objekts durch physikalische Mittel zu einem Film verklebt wird. Es gibt drei Methoden der Metallhaftung: Vakuumverdampfung, Sputtern und Ionenplattieren.

Bei all diesen Verfahren wird im Abscheidebehälter ein Hochvakuum (Hochvakuum 10-¹ bis 10-⁵) erzeugt, in dem die abzuscheidende Materialsubstanz (Target) durch Wärme, Elektronenstrahl, Ionen oder andere externe Energie verdampft und physikalisch auf dem abzuscheidenden Gegenstand abgeschieden wird. Das Material wird physikalisch auf dem abzuscheidenden Gegenstand abgeschieden.

Arten von PVD-Beschichtungen

Bei PVD-Beschichtungen gibt es drei Arten der Metallabscheidung: Vakuumverdampfung, Sputtern und Ionenplattieren.

1. Vakuumverdampfung

Die Vakuumverdampfung ist die grundlegendste PVD-Beschichtungsmethode. Das Beschichtungsmaterial wird verdampft und physikalisch auf der Oberfläche des zu beschichtenden Objekts in einem Beschichtungsbehälter abgeschieden, der einen hohen Vakuumbereich erreicht hat. Die gebräuchlichsten Methoden zur Erwärmung des Abscheidungsmaterials sind die Elektronenstrahl- und die Widerstandserwärmung.

Elektronenstrahl-Verfahren
Die Elektronenstrahlmethode ist die vielseitigste und am häufigsten verwendete Methode. Bei diesem Verfahren wird das schichtbildende Verdampfungsmaterial in einen wassergekühlten Tiegel gegeben und mit einem Elektronenstrahl bestrahlt, um es zu verdampfen.

Widerstandsheizverfahren
Bei der Widerstandsheizungsmethode wird das filmbildende Verdampfungsmaterial auf ein Schiffchen aus hochschmelzendem Metall gelegt und das Schiffchen direkt durch eine Heizung erhitzt. Andere Methoden sind die Hochfrequenz-Induktionserwärmung, die Laserstrahl-Erwärmung, die Hochfrequenz-Erwärmung und die Lichtbogen-Erwärmung.

Vakuum-Verdampfungsmethode
Bei der Vakuumverdampfung ist keine Erwärmung des abzuscheidenden Objekts erforderlich, so dass Filme auf Harzen und Metallprodukten abgeschieden werden können, bei denen eine thermische Vorgeschichte nicht erwünscht ist. Außerdem muss bei der Vakuumverdampfung keine negative Spannung an das abzuscheidende Objekt angelegt werden, so dass die Schichten auch auf nichtleitenden Materialien abgeschieden werden können.

2. Sputtern

Beim Sputtern werden aktive Gase wie Argon ionisiert und beschießen das Abscheidungsmaterial im Abscheidungsgefäß, das einen hohen Vakuumbereich erreicht hat, und die Moleküle und Atome des Materials werden mit großer Kraft gestreut. Die gestreuten Moleküle und Atome lagern sich physikalisch auf der Oberfläche des abgeschiedenen Materials ab und bilden einen Film.

Die grundlegende Methode zur Ionisierung von Argongas besteht darin, parallele Plattenelektroden in einem Abscheidebehälter mit dem Abscheidungsmaterial auf der Kathode und dem abzuscheidenden Objekt auf der Anode anzuordnen, eine Gleichspannung anzulegen, um eine Glimmentladung auf der Kathodenseite zu erzeugen und das Argongas im Entladungsbereich zu ionisieren.

Dabei prallt das ionisierte Argon mit hoher Energie und hoher Geschwindigkeit auf die Kathodenseite. Die bei dem Zusammenstoß freigesetzten Materialatome erreichen das abzuscheidende Material auf der Anodenseite, wo sie physikalisch abgeschieden werden.

Dieses Verfahren wird als Zweipol-Sputtern bezeichnet, und das Magnetron-Sputtern, bei dem der Magnetfeldeffekt (ein Magnet ist an der negativen Elektrode angebracht) zur Erhöhung der Ionisierungsrate des Argons genutzt wird, ist derzeit die gängige Methode.

3. Ionenplattieren

Die Ionenplattierung ist ein Verfahren zur Abscheidung eines Films durch die Ionisierung eines Metall- oder Verbundgases, das in einem Vakuum erhitzt und verdampft wird und auf den abzuscheidenden Gegenstand trifft. Mit anderen Worten: Es handelt sich um ein Verfahren, bei dem die Vakuumverdampfung durch ein Plasma ergänzt wird.

Konkret wird das Target durch Gleichspannung, Hochfrequenzspannung oder Elektronenstrahlen in dem Beschichtungsgefäß, das einen Hochvakuumbereich erreicht hat, verdampft. Gleichzeitig werden Reaktionsgase (Stickstoff, Kohlenwasserstoffe usw.) in das Abscheidungsgefäß eingeleitet, die mit dem verdampften Abscheidungsmaterial reagieren.

Durch das Anlegen einer negativen Spannung an das abzuscheidende Objekt wird das abgeschiedene Material beschleunigt und trifft hochenergetisch auf das Objekt auf, wodurch es sich auf der Oberfläche des Objekts ablagert und die Schichtbildung ermöglicht. Dieses Verfahren ermöglicht die Abscheidung von Nitrid- und Carbonitridschichten mit guter Haftung und wird für Klingenwerkzeuge und Dekorationen verwendet, die eine lange Lebensdauer erfordern.