Laser Groche VL 6+7 Messtechnik.txt

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Author:
JanSch
ID:
208237
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Laser Groche VL 6+7 Messtechnik.txt
Updated:
2013-03-19 07:16:12
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  1. Nenne Vorteile der Lasermesstechnik (8)!
    • Berührungslos (kein Verschleiß an Aufnehmer oder Messoberfläche)
    • Hohe zeitliche Auflösung
    • Großer Einsatzbereich
    • Sehr gute Fokussierbarkeit (Erzielen kleiner Messvolumina)
    • Monochromasie (Laserfrequenz als Informationsträger nutzbar)
    • Hohe Kohärenz (interferrometrische Messmethoden möglich)
    • hohe optische Leistung (flächenhafte Beleuchtung)
    • Möglichkeit zur Erzeugung ultrakurzer Pulse (Erzeugung von Momentaufnahmen)
  2. Nenne Herausforderungen, die sich bei Lasermesstechnik ergeben (3)!
    • Empfindlichkeit gegenüber Beleuchtung
    • Empfindlichkeit gegenüber Oberflächenstrukturen
    • Empfindlichkeit gegenüber Fokuslage
  3. Welche Lasermessverfahren kennst du (4)!
    • Michelson-Interferometer
    • Lasertriangulationsprinzip
    • Lichtbandprinzip
    • Laser-Doppler-Anenometrie
  4. Was bedeutet Triangulieren?
    • Abstandsmessung durch Winkelberechnung
    • Sensor projiziert einen Laserpunkt auf das Messobjekt
    • reflektiertes Licht trifft abhängig von Entfernung unter einem bestimmten Winkel auf Empfangselement
    • aus Position des Lichtpunktes auf Empfangselement und aus Distanz von Sender zum Empfangselement wird Abstand zum Messobjekt im Sensor berechnet
  5. Beschreibe Prinzipskizze zur Lasertriangulation!
  6. Welche besondere Bedingung muss für die Lasertriangulation erfüllt werden und wie lautet sie?
    • Scheimpflug Bedingung:
    • Neigung des Detektors so zu wählen, dass sich Einfallsrichtung, u-Achse in der Objektivebene und Gerade, auf die der Detektor ausgerichtet ist, in einem Punkt schneiden
  7. Zu welchem Verfahren führt die Erweiterung der Lasertriangulation um eine Dimension? (auch Prinzipskizze)
    • Erfassung mittels Flächensensor
  8. Beschreibe Prinzipskizze und Technische Ausführung des Laserlichtschnittverfahrens!
  9. Welche Detektoren werden für die Lasertriangulation verwendet?
    • CCD-Chip
    • CMOS-Array
  10. Welche Strahlquelle wird fürs Triangulationsprinzip verwendet?
    Diodenlaser reicht aus
  11. Nenne einige Anwendungen der Lasertriangulation/ des Laserlichtschnittverfahren!
    • Blechdickenvermessung
    • Vermessung von Oberflächen
    • Kontrolle von Schweißnähten
    • Winkelmessungen an Gesenkbiegepressen
    • Profilerfassung mittels Lichtschnitt
  12. Wie erfolgt Profilerfassung ittels Laserlichtschnitt?
    • mehrere Laserlcihtschnittsensoren
    • Profilerfassung in Längsrichtung
  13. Nenne einige (3) konventionelle Messverfahren zur Überprüfung der Maßhaltigkeit von Profilen und stelle ihre Nachteile gegenüber des Laserlichtschnitts dar!
    • Messschieber/ Radienlehre/ Schablone (takil)
    • Koordinatenmessmaschine (taktil)
    • Auflichtverfahren (optisch)
    • Nachteile:
    • Keine In-Line Messung möglich
    • Trennen eines Profilstückes
    • Auffedern des Profils an den Schnittkanten
    • Stillstandszeiten der Anlage
    • spät erkannte Fehler führen zu großem Ausschuss
  14. Nenne eine wichtige Kontrollmethode, die durch die Laserlichtschnittsensoren in der Profilherstellung möglich wird!
    • Statistical Process Control (SPC)
    • Ziel:
    • Prozess und dessen Qualität schon in Entstehung zu regeln
    • Vorgehen:
    • wichtige Kenngrößen schon während Produktionsprozesses aufgenommen
    • Abweichungen durch geeignete Korrekturmaßnahmen beseitigt
  15. Nenne die Verfahrensgrundlage aller Lasermessverfahren und den grundsätzlichen Aufbau in Blockschaltbildern und als Prinzipskizze!
    • Wechselwirkung von Laserstrahl mit Messobjekt
    • => Änderung mindestens eines Laserstrahlparameters
  16. Nenne Parameter des Laserlichtes, die Messung ermöglichen (4)!
    • Amplitude
    • Wellenvektor
    • Frequenz
    • Polarisation
  17. Nenne die in der optischen Messtechnik verwendeten Laserquellen samt Leistung und Wellenlängen!
    • Dieelektrische Festkörperlaser
    • Diodenlaser/ Halbleiterlaser
    • Gaslaser
    • Farbstofflaser
    • Triangulationsverfahren:
    • hauptsächlich Halbleiterlaser
    • cw- oder Pulsbetrieb
    • Wellenlängen 650nm - 920nm
    • Strahlungsleistung 1mW - 100mW
  18. Nenne Komponenten zur Lichtdetektion!
    • Photodioden, Arraydioden
    • CCD- CMOS-Kameras (Zeilen- und 2D- Kameras)
  19. Nenne wichtige Kenngrößen der Lichtdetektoren!
    • Empfindlichkeit
    • Bandbreite, Impulsantwort
    • Signal-zu-Rausch-Verhältnis
  20. Wie funktionieren Photodioden? Erkläre Aufbau und Abläufe!
    • Photonen treffen auf Material der Diode => in Raumladungszone werden Ladungsträger (Elektron-Loch-Paare) erzeugt => Stromfluss, durch wandern von Ladungsträgern in gegenseitig dotierten Zonen => Fotostrom über viele Größenordnungen linear zum Lichteinfall
  21. Wiem ist ein CCD-Sensor aufgebaut?
  22. Erkläre Messaufbau beim Michelson-Interferometer!
    • Prinzip schenke ich mir (sollte bekannt sein)
  23. Welches Problem ist bei Michelson-Interferometer zu beachten und wie kann es behoben werden?
    • exakt rechtwinkliges Führen der Spiegel zu Bewegungsbahn
    • Lösung: Verwendung von Retrospiegeln
  24. Wie kann man bei Verwendung des Michelson-Interferometers auch die Bewegungsrichtung mitbestimmen?
    • 2 um versetzte Michelson-Interferometer
    • 2 versetzte Signale aufgenommen
    • aus Reihenfolge kann auf Bewegungsrichtung geschlossen werden
  25. Erkläre den schematischen Aufbau des Lichtbandprinzips!
  26. Erkläre das Prinzip der Doppler-Anemometrie!
    • Relativgeschwindigkeit zw. Sender und Empfänger beeinflusst vom Empfänger aufgenommene Frequenz
    • Interferenzmuster durch zwei Laser auf Objekt gestrahlt
    • Frequenz der auf Oberfläche gestreuten Strahlung von Oberflächengeschwindigkeit abhängig
    • Vorzeichen und Betrag der Geschwindigkeit durch Dopplerfrequenz berechenbar
  27. Auf welchem Pronzip beruht das GOM-ATOS-System?
    Erkläre es!
    • Streifenprojektionsverfahren
    • Projektion (weißlicht) bildet Streifenmuster ab
    • Erfassen von 3D-Koodinaten für jedes Kamerapixel
    • Triangulation
  28. Nenne einige Möglichkeiten die das GOM-ATOS-System bietet!
    • berührungslose und materialunabhängige 3D-Digitalisierung
    • Generierung von STL- und CAD- Datensätzen
    • Direkter Vergleich mit CAD-Modell möglich
    • Qualitätskontrollen möglich
  29. Erkläre das Funktionsprinzip eines CD-Players (mit Aufbauskizze)!
    • /4 Platte dreht Polarisation der Laserstrahlung bei jedem Durchlauf um 45°, so dass Polarisation der reflektierten Strahlung gegenüber einfallender Strahlung um 90° gedreht
    • Polarisationsprisma lässt Strahlung einer Polarisationsrichtung passieren, während Strahlung mit senkrechter Polarisation abgelenkt wird. In diesem Fall von Laserdioden emittierte Strahlung transmittiert und die reflektierte Laserstrahlung auf einen Photodetektor abgelenkt
    • =>reflektiere Strahl auf Detektor gelengt und fällt nicht in die Laserdiode zurück
    • Intensitätsunterschiede durch Pits auf CD erlauben Datenauslesen
  30. Nenne Wellenlängen der Laserstrahlung die in CD- und DVD-Playern verwendet wird!
    • 830nm CD
    • 400nm DVD

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