Schaumqualifizierungssystem FOAMAT® 285


Messung physikalischer Größen bei der Schaumentstehung

SubCASE HT

Messung von:


  • Steighöhe
  • Temperatur
  • Druck
  • Aushärtung
  • Gewichtsverlust
  • Fließfähigkeit

  • * Patent Nr. 3621819, 19730891 and 10044952


    Bild 1: Das universelle Schaumqualifizierungssystem FOAMAT 285 mit neuester Technologie prüft reaktive Kunststoffschäume mit hoher Genauigkeit. Der messtechnisch optimierte Ultraschall-Gebläsesensor LR 4 erfasst Steigprofile mit hoher Wiederholgenauigkeit bei unterschiedlichen Prüfbedingungen. Der beheizte Versuchsbehälter ATC ist mit einem hochauflösenden Drucksensor ausgerüstet, der detaillierte Einblicke in die Zellbildung ermöglicht. Das Programm SCHAUM V4.0 bietet eine erweiterte Benutzerführung und ist mit neuen Funktionen, wie der Berechnung der Schaumdichte und des spezifischen Volumens, ausgestattet.

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    Schaumentstehung


    Polyurethan(PUR)-Schaumstoffe sind Kunststoffe, die durch Reaktion von vermischten Ausgangs-stoffen entstehen. Die Qualität des Schaumprodukts entscheidet sich bei seinem Entstehungsprozess. Es ist deshalb sinnvoll, die physikalischen Parameter bei der Schaumbildung durch geeignete Messverfahren zu erfassen und regelmäßig an repräsentativen Proben zu kontrollieren. Um eine gleichbleibende Produktqualität zu gewährleisten wird der Verlauf wichtiger Messgrößen, wie Steighöhe, Steigdruck, Reaktionstemperatur und dielektrische Polarisation mit Masterkurven verglichen. Dieses Verfahren wird u.a. bei der Fertigung von Automobilteilen, in der Möbelindustrie und bei der Bau- und Geräteisolierung angewendet. Das Schaumqualifizierungssystem FOAMAT wurde speziell für die gestellte Messaufgabe entwickelt. Durch eine Auswahl an verschiedenen Testbehältern lässt es sich für alle Arten von Schäumen einsetzen.

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    Steighöhe und Steigprofil


    Das klassische Verfahren der Schaumprüfung ist die Steighöhen- oder Steigprofil-Messung, bei der das Expansionsverhalten einer Schaumprobe in einem Becher, einem Karton oder in einem zylindrischen Gefäß gemessen wird. Aus der Steigkurve werden mit Hilfe von sogenannten Kriterien unter anderem die Startzeit und die Steigzeit ermittelt. Die Startzeit markiert den Reaktionsbeginn der gemischten Komponenten nach dem Ausbringen. Die Steigzeit ist die Zeit bis zum Erreichen der maximalen Expansion. Für die Messung der Steighöhe wird ein Ultraschall-Gebläse-Sensor verwendet. Er besitzt einen integrierten Ventilator und einen Temperaturfühler und kann für alle Arten von Schaumstoffen, insbesondere auch für Hartschäume mit hoher Wärmefreisetzung, eingesetzt werden. Für die Qualitätssicherung wird aus der Steigkurve einer „guten“ Schaumprobe eine Masterkurve erstellt. Die Masterkurve stellt ein Toleranzband dar, in dem ein Steigprofil liegen soll. Die Erstellung von Masterkurven wird durch das Programm SCHAUM unterstützt und dokumentiert. Die Steighöhenmessung hat sich als Standard in der Schaumqualifizierung etabliert. Das FOAMAT System besitzt weitere Sensoren, die einen noch genaueren Einblick in die Schaumentstehung ermöglichen. Für reproduzierbare Startbedingungen und um bestimmte Reaktionstemperaturen zu erreichen, stehen heizbare Probengefäße zur Verfügung.

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    Reaktionstemperatur


    Durch die exotherme Vernetzungsreaktion entsteht Wärme in der Schaumprobe. Die Schaumtemperatur ist jedoch keine homogene Größe, da sie von der Wärmeabstrahlung an der Oberfläche des Schaumstoffes, die Wärmeleitung durch die Gefäßwand, die Isolation durch den Schaumstoff selbst und die adiabatische Expansion beeinflusst wird. Um die maximale Kerntemperatur zu erfassen, wird ein Thermoelement in die Schaumprobe eingeführt. Wegen ihrer geringen Wärmekapazität haben Thermoelemente einen geringen Einfluss auf die Schaumentstehung. Sie stören nicht die übrigen Messgrößen und lassen sich mehrfach verwenden.

    Hartschaum

    Bild 2: Die Kurven zeigen den Reaktionsverlauf eines Hartschaums, gemessen mit FOAMAT und einer FPM/CMD 150 Druckmessvorrichtung. Die Steighöhe (H), Temperatur (T), Steigdruck (P), und Dielectrische Polarisation (D) werden simultan von dem Programm SCHAUM aufgezeichnet. Die eingefärbten Bereiche sind Masterkurven für die Qualitätssicherung.

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    Steigdruck


    Druck entsteht wenn sich nach dem Abbinden des Schaums stabile Zellwände ausbilden, die eine weitere Expansion des Schaums und ein Entweichen der Treibgase verhindern. Die entstehenden Druckkräfte werden als „Steigdruck“ bezeichnet, weil sie aus lokalen Spannungen entstehen, die wesentlich von der Steighöhe des Schaumstoffes bestimmt werden. Zur Messung des Steigdrucks wird eine zylindrische Vorrichtung FPM (Foam Pressure Measurement) verwendet, in das die reagierenden Schaumkomponenten eingegossen oder extrudiert werden. Das Expansionsgefäß ersetzt den üblichen Testbecher.
    Während die Steigkurve durch die Dynamik der Treibgasbildung bestimmt wird, spiegelt der Steigdruck die Zell-Eigenschaften wider, die durch die Polymerisation beeinflusst werden. Bei der Entwicklung spezieller Schaumstoff-Systeme kann die Druckmessung wichtige Informationen über die Wirkung von Katalysatoren und Stabilisatoren auf die Abbindereaktion liefern. In der Produktion bestimmt der gemessene Druckverlauf den geeigneten Zeitpunkt zum Öffnen der Form. Ein Reißen des Schaumstoffes oder eine zu lange Verweilzeit in der Form können dadurch vermieden werden. Da der entstehende Schaum während der Druckmessung nach oben frei ist, kann zeitgleich die Steighöhe gemessen werden.

    FPM 2

    Bild 3: Mit dem Polarisations-Sensor CMD wird die Dielektrische Polarisation einer Schaumprobe in Kombination mit dem Steigdruck gemessen. Der Polarisationssensor ist auf der Druckplatte montiert. Rechts die Schaumprobe in der abgenommenen Kartonhülse.

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    Dielektrische Polarisation


    Die Messung der Dielektrischen Polarisation ist ein patentiertes Verfahren, welches unabhängig von den mechanischen Eigenschaften einen Einblick in die elektro-chemischen Abläufe bei der Schaumentstehung ermöglicht: Die flüssigen Ausgangsstoffe leisten mit ihren polaren Molekülen einen hohen Beitrag zur Dielektrischen Polarisation. Während der Kettenbildung und der anschließenden Vernetzung nimmt die Dielektrische Polarisation kontinuierlich ab. Sie erreicht nach dem Aushärten einen konstanten Wert. Das Polarisations-Signal wird, außer von den molekularen Dipolen, auch von der Dichteänderung während der Expansion des Schaums beeinflusst. Falls in der Steigphase eine Zunahme der Dielektrischen Polarisation beobachtet wird, so leistet der als Zwischenprodukt gebildete Polyharnstoff einen überproportionalen Signalbeitrag (Resonanz). Der Polarisations-Sensor CMD (Curing Monitor Device) ist am Boden des Expansionsgefäßes auf der Druckplatte des FPM angeordnet. Für produktionsnahe Versuchsbedingungen kann der CMD-Sensor mit einer geregelten Heizung ausgestattet werden.

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    Gewichtsverlust


    Beim Messen von Steigprofilen und anderer physikalischer Größen ist die exakte Einwaage der Reaktionskomponenten die Voraussetzung für reproduzierbare Messergebnisse. Die Integration einer Laborwaage in den Messablauf bietet die Möglichkeit, die Massen der einzelnen Komponenten beim Einwiegen automatisch in ein Ansatz-Protokoll zu übernehmen. Zusätzlich kann der Gewichtsverlust infolge der Freisetzung von Treibgasen und leicht flüchtiger Komponenten während des Aufschäumens kontinuierlich gemessen werden. Die automatische Bestimmung der Rohdichte aus der Masse der fertigen Schaumprobe und der gemessenen Endhöhe ist ein weiterer Nutzen einer integrierten Waage.

    Waage

    Bild 4: Der Gewichtsverlust wird mit einer in das FOAMAT System integrierten Laborwaage gemessen. Der im Rührbecher verbleibende Schaumrest wird hierfür verwendet.

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    Umgebungseinflüsse


    Die Umgebungseinflüsse werden mit der Meteorologischen Station GFTB 200 erfasst. Die Raumtemperatur, die Luftfeuchtigkeit und der Luftdruck werden durch das Programm SCHAUM automatisch aufgezeichnet. Die Meteorologischen Daten werden mit den anderen Versuchsdaten gespeichert und im Versuchsprotokoll angezeigt

    BFC 200

    Bild 5: Der BFC 200 (Box Foam Container) steht auf dem großen Messstativ des FOAMAT®. Ein Mantel-Thermoelement (TE) wird in den heißen Schaumkern geschoben. Die meteorologischen Daten erfasst das optionale GFTB 200.

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    Produktionsbedingungen


    Bei der Bestimmung der physikalischen Entstehungsparameter von reaktiven Schäumen werden in der Regel Einwegbecher und Papphülsen verwendet. Diese sind üblicherweise nicht temperaturgeregelt. In der Produktion hingegen werden die Formen und Oberflächen präzise temperiert. Insbesondere für PIR und Phenolschäume ist eine Heizung der Gefäßwände absolut erforderlich, da diese Formulierungen nur bei erhöhten Temperaturen reagieren. Der Advanced Test Container ATC liefert die benötigten Versuchsbedingungen. Er besteht aus zwei unabhängigen Temperatur-Regelkreisen sowie einer Steigdruck-Messvorrichtung und einem Polarisationssensor. Ein Thermoelement kann durch seitliche Bohrungen in den Schaum eingeführt werden. Der ATC ist wiederverwendbar; Verbrauchsmaterialien, wie Becher oder Kartonhülsen werden nicht benötigt.

    FPM 70

    Bild 6: Größenvergleich zweier FOAMAT Probengefäße: Der FPM 70 (links) wurde für die Steighöhen- und Druckmessung von Schäumen mit hoher Dichte entwickelt. Das Bild zeigt einen Dichtungsschaum in einem 70 Kartonzylinder. Das temperaturgeregelte Probengefäß ATC (Advanced Test Container) (rechts) ist vom Boden, als auch von den Seitenwänden her beheizbar. Das Unterteil beinhaltet das FPM/CMD 150 Modul für Druck- und Polarisationsmessung. Das isolierte Oberteil kann für eine einfache Entnahme der Schaumprobe abgehoben werden.

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    Reproduzierbarkeit


    Aufgrund der konstanten Gefäßtemperaturen sind die Messungen mit dem ATC wesentlich reproduzierbarer als in einem untemperierten Probengefäß. Der Abfall der Dielektrischen Polarisation kennzeichnet das Aushärten des Schaums. Dieses verläuft schneller bei höheren ATC Temperaturen. Darüber hinaus erreicht der Schaum ein höheres Endvolumen. Die Druckmessung im ATC liefert reproduzierbarere Messergebnisse als die Druckmessung im kalten Messgefäß.

    ATC XL

    Bild 7: Das temperaturgeregelte Probengefäß ATC XL hat im Vergleich zum temperaturgeregelte Probengefäß ATC (Advanced Test Container) ein viefaches Probenvolumen. Beide bestehen aus einem Ober- und Unterteil, welche mit Hilfe von Schnappverschlüssen miteinander verbunden werden. Die Schaumprobe kann aus dem Oberteil leicht entnommen werden.

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    Einfache Handhabung


    Nach Versuchsende kann das ATC Oberteil vom Unterteil abgenommen werden und die Schaumprobe entnommen werden. In Kombination mit dem Schaumqualifizierungssystem FOAMAT, stellt der ATC ein vielseitiges Zubehör dar, mit dem die Schaumentstehungsparameter aller Schaumsysteme unter geregelten Temperaturen gemessen werden können. Die Druck und Polarisationsmessung liefert zusätzliche Informationen darüber, wie Additive den Abbinde- und Aushärteprozess des Schaums beeinflussen.

    Weichschaum

    Bild 8: Steighöhe (H), Temperatur (T), Steigdruck (P), und Dielectrische Polarisation (D) einer Weichschaumformulierung. Die Start- und Steigzeit werden anhand der Steighöhendaten ermittelt. Die Aushärtezeit wird anhand des Abfalls der Dielektrischen Polarisation ermittelt.


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    Bestell Nr. 285256

    SubCASE®


    Messung der Abbinde- und Aushärtereaktion

    SubCASE HT

    von reaktiven


  • Beschichtungen
  • Klebern
  • Vergussmassen
  • Elastomeren

  • Insbesondere für:


  • PU Formulierungen
  • EP, UP, and MMA Harzen

  • * Patent Nr. 102004001725

    Bild 1: Messgerät SubCASE® HT* zur Bestimmung der Topfzeit und der Aushärtung von Beschichtungen, Klebern, Vergussmassen und Elastomeren. Der Reaktionsverlauf wird durch Messung der Dielektrischen Polarisation und der Reaktionstemperatur ermittelt.

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    Einleitung



    SubCASE ist ein Messgerät zur Bestimmung der Topfzeit und der Aushärtung von Beschichtungen, Klebern, Vergussmassen und Elastomeren (engl. Coatings, Adhesives, Sealants, Elastomers). Das Messgerät wurde insbesondere für die Untersuchung von Polyurethan Formulierungen, Epoxydharzen und Polyesterharzen entwickelt. Es ermöglicht die gleichzeitige Messung der Dielektrischen Polarisation und der Reaktionstemperatur einer Probe. Die Polarisationsmessung erfolgt mit einem CMD-Sensor (Curing Monitor Device). Für die Temperaturmessung stehen ein freies Thermoelement und ein eingebauter Temperaturaufnehmer zur Verfügung. Die Gießform wird durch eine abnehmbare Kartonhülse und die heizbare Grundplatte gebildet.

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    Verfahren



    Die Dielektrische Polarisation ermöglicht Einblicke in die eIektro-chemischen Abläufe während der Bildung von festen Endprodukten aus flüssigen, reaktiven Ausgangsstoffen. Die Polarisationsdaten werden bereits in der flüssigen Phase kontinuierlich erfasst und vom Programm SUBCASE® grafisch dargestellt. Die Kerntemperatur wird mit einem Thermoelement (TE) gemessen, das im Zentrum der Probe positioniert ist. Um produktionsnahe Bedingungen einzustellen, kann der CMD-Sensor durch eine Heizung in der Grundplatte auf eine konstante Temperatur geregelt werden. Das WINDOWS Programm SUBCASE® führt den Benutzer durch alle Bedienschritte und steuert den Messablauf. Es erfasst und bewertet die Messdaten und stellt sie als Diagramme und Parameterlisten dar.

    PUR Elastomer

    Bild 2: Dielektrische Polarisation D und Oberflächentemperatur T1 eines Polyurehan Elastomers. Der D-Master und der T1-Master stellen Toleranzbereiche dar, die in der QS verwendet werden können. Die Topfzeit und die Aushärtung werden aus der Dielektrischen Polarisation und ihrer Ableitung ermittelt.

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    Messablauf



    Die Mischzeit, die Versuchszeit und die Sensortemperatur sind frei wählbar. Den chemischen Ansatz notiert der Benutzer in einem Eingabefeld. Nach dem Mischvorgang wird die reaktive Masse in das Testgefäß gegossen und die Datenaufnahme ausgelöst. Der Verlauf der Messgrößen wird während der Messung in einer Online-Grafik dargestellt. Nach dem Ende des Versuchs werden die berechneten Parameter zusammen mit den Eingabegrößen in einer Parameterliste zusammengefasst.

    SubCASE 110C

    Bild 3: Messgerät SubCASE® HT* zur Bestimmung der Topfzeit und der Aushärtung von Beschichtungen, Klebern, Vergussmassen und Elastomeren. Der Reaktionsverlauf wird durch Messung der Dielektrischen Polarisation und der Reaktionstemperatur ermittelt.

    Epoxy

    Bild 4: Reaktionsprofil eines Epoxidharzes, gemessen mit SubCASE HT. Die Kerntemperatur T2 wird mit einem, im Zentrum der Probe positionierten, Thermoelement erfasst. Die Kurven stellen ein Beispiel dar und können bei anderen Formulierungen abweichen.

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    UP

    Bild 5: Dielektrische Polarisation D, die Oberflächentemperatur T1 und die Kerntemperatur T2 eines ungesättigte Polyesterharzes (UP), gemessen mit SubCASE HT.

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    Bestell Nr.
    SubCASE 110C: 300120
    SubCASE HT: 300130

    Resimat®


    Erholungsmessung von viskoelastischen Schäumen



    Resimat 150
  • Erfüllt IKEA® Spezifikation IOS-MAT-0076
  • Messung der Rückstellkraft im gestauchten Zustand
  • Höhenverstellbare Auflagefläche für variable Stauchung
  • Berechnung des viskoelastischen "Eindrucks"
  • Zwei Messmechaniken für unterschiedliche Probengrößen

  • * Patent Nr. 10252211


    Bild 1: Prüfgerät Resimat® 150 für die Bestimmung der Erholungsdauer viskoelastischer Schäume nach IKEA® Spezifikation IOS-MAT-0076. Die Schaumprobe wird mit der Druckplatte gestaucht. Der Abstandssensor misst die zeitabhängige Dicke der Probe. Die Kraftmessung erfasst den Verlauf der Rückstellkraft.

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    Viskoelastizität


    Viskoelastische Schäume zeigen unter Druckbelastung ein charakteristisches Fließverhalten. Dies macht sie für Komfortanwendungen, z.B. in Matratzen oder Sitzen, besonders geeignet. Das Prüfgerät Resimat® 150 wurde speziell zur Messung des Erholungsverlaufs und der Druckentspannung viskoelastischer Schäume entwickelt. Die Erholungszeit nach IKEA® Spezifikation IOS-MAT-0076 kann mit Hilfe des WINDOWS Programms RESIMAT® automatisch ermittelt werden.

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    Messablauf


    Eine würfelförmige Schaumprobe mit einer Kantenlänge von 150mm wird mittels einer Druckplatte vertikal auf eine höhenverstellbare Auflagefläche gepresst. Nach Erreichen einer voreingestellten Stauchung wird die Druckplatte festgehalten. Während der Haltedauer im gestauchten Zustand wird die Rückstellkraft der Schaumprobe durch einen Kraftsensor gemessen. Aufgrund der viskosen Eigenschaften nimmt die Rückstellkraft asymptotisch ab. Der zeitliche Verlauf der Rückstellkraft bestimmt die Komfort-Eigenschaften des Schaumstoffs. Nach Ablauf der Haltezeit wird die Druckplatte wieder gelöst. Die Haltekräfte verschwinden sofort, die Probe entspannt sich schlagartig und kehrt, nur von inneren Reibungskräften behindert, in ihre ursprüngliche Form zurück. Ein Ultraschallsensor erfasst kontinuierlich die Probendicke. Der zeitliche Verlauf der Probendicke ergibt die Entspannungskurve. Diese beschreibt das dynamische Verhalten des Schaums.

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    Resimat 100

    Bild 2: Mechanischer Aufbau des Resimat 100 für die Messung von Probenkörpern mit üblicherweise 100x100x50mm³.

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    Messergebnisse


    Die Haltezeit sowie die Messdauer der Erholung sind frei wählbare Größen. Für Messungen nach IOS-MAT-0076 ist eine Stauchung von 75% und eine Haltezeit von 60 Sekunden vorgeschrieben. Nach der Stauchung und dem Erholungsvorgang werden die zeitabhängigen Messwerte grafisch dargestellt. Die Erholungszeit ist nach IOS-MAT-0076 definiert als der Zeitpunkt, bei dem 90% der ursprünglichen Probendicke vor der Stauchung wieder erreicht sind. Der viskoelastische "Eindruck" ist die Fläche zwischen der Erholungskurve und der ungestauchten Probendicke. Der viskoelastische Eindruck ist ein Maß dafür, wie lange eine Verformung sichtbar bleibt. Die Erholungszeit, der viskoelastische "Eindruck" und andere von RESIMAT® ermittelte Parameter werden in einer Ergebnisliste ausgegeben.

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    Resimat 150 Messergebnis

    Bild 3: Der zeitliche Verlauf der Rückstellkraft (F) zeigt die Entspannung, der zeitliche Verlauf der Probendicke (H) die Erholung einer viskoelastischen Schaumstoffprobe. Der viskoelastische Eindruck ist die rot eingefärbte Fläche.

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    Resimat 150 Kurvenvergleich

    Bild 4: Grafische Darstellung der Rückstellkraft (links) und der Probenhöhe (rechts) drei unterschiedlicher viskoelastischer Resimat® 150 Schaumstoffproben. Die Erholungszeit nach IOS-MAT-0076 ist die Zeitdauer, bis 90% der ursprünglichen Probendicke wieder erreicht werden.

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    Bestell Nr.
    Resimat 150: 283110
    Resimat 100: 283100

    SONIC JOKER®


    Ultraschall Sensor für die Abstands- und Dickenmessung



    Sonic Joker
  • Berührungslose Wegmessung bis 2500 mm Abstand
  • Genauigkeit 0.1mm
  • Selbstkalibrierend durch Referenzsteg
  • Homogenisierung der Luft durch koaxiales Gebläse

  • * Patent Nr. 3621819, 59005295


    Bild 1: Das SONIC JOKER Steuergerät mit zwei Ultraschall-Sensoren FS 2 für die Dickenmessung von offenzelligen Schäumen.

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    Abstands- und Dickenmessung


    SONIC JOKER ist ein Ultraschall-Messgerät für die berührungslose, hochauflösende Abstands- und Dickenmessung. Schallreflektierende Objekte und Füllstände können mit hoher Genauigkeit gemessen werden. Aufgrund der hohen Intensität der Ultraschallimpulse und der einstellbaren Echo- Verstärkung, können auch schallabsorbierende Materialien wie Schaumstoffe, Textilien und Isolationsmatten gemessen werden. Mit Hilfe der PC Software SONIC TOOLS lässt sich SONIC JOKER parametrieren und in verschiedenen Betriebsarten, z.B. in Relativmessung betreiben. Für die Prozesskontrolle ist SONIC JOKER mit speziellen I/O Ausgängen, einer seriellen- und zwei analogen Schnittstellen ausgestattet. Bis zu zwei Ultraschall Sensoren können an einem Steuergerät angeschlossen werden. Frei hängende Objekte, z. B. Folien in einer kontinuierlichen Produktionsanlage, werden mit einer anti-parallelen Sensoranordnung gemessen.

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    Messprinzip


    Die Ultraschall-Abstandsmessung erfolgt nach dem Puls-/Echoverfahren, bei dem aus der Laufzeit eines Schallimpulses vom Sensor zum reflektierenden Objekt und zurück die Entfernung zum Objekt bestimmt wird. Änderungen in der Schallgeschwindigkeit, bedingt durch Temperaturschwankungen, durch Dämpfe oder Gase werden zuverlässig kompensiert. Der Sensorkopf FS 1 enthält ein koaxiales Luftgebläse, mit dem die Luft zwischen Ultraschall-Wandler und Messobjekt homogenisiert wird. Der Schall kann sich dadurch ungestört ausbreiten. Im Zusammenwirken mit dem Referenzsteg wird eine hohe Messgenauigkeit erreicht.

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    SONIC TOOLS


    Die Messdaten werden kontinuierlich auf dem eingebauten LED-Display angezeigt und über die serielle Schnittstelle an einen PC übertragen. Das PC Programm SONIC TOOLS dient zur Parametrierung des Messgeräts und enthält zusätzliche Funktionen zur kontinuierlichen Produktionsüberwachung mit einstellbaren Toleranzbereichen.

    Sonic Joker parallele Messung
    Bild 2: Steuergerät SONIC JOKER mit zwei Sensorköpfen für die Dickenmessung eines sich auf einer Referenzoberfläche bewegenden Objekts.

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    Sonic Joker anti-parallele Messung
    Bild 3: Steuergerät SONIC JOKER mit zwei Sensorköpfen für die anti-parallele Dickenmessung im freien Durchhang.

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    SONIC TOOS
    Bild 4: Das PC Programm SONIC TOOLS bei der kontinuierlichen Dickenmessung in einem Produktionsprozess.

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    Bestell Nr. 270200

    LRS 3 Typ 282


    Ultraschall Abstands-Sensor



    LRS 3
  • Großer Messbereich von 30 mm bis 2000 mm
  • Hohe Auflösung von 0,01 mm
  • Temperaturkompensation durch integrierten Thermowiderstand
  • Serielle Schnittstelle RS 232 C
  • Skalierbarer Analogausgang (Strom / Spannung)
  • Sensor-Empfindlichkeit über PC-Programm einstellbar

  • Bild 1: Grundgerät LRS3 mit Sensorkopf SP 40

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    Abstands- und Dickenmessung


    Das Sensorsystem LRS 3 besteht aus einem Sensorkopf mit Ultraschallwandler und einem Grundgerät mit Display und Funktionstaster. Durch seine neue Schaltungstechnik und programmierbaren Funktionen eignet sich LRS 3 für alle Abstands- und Dickenmessungen, bei denen ein großer Messbereich, hohe Messgenauigkeit und die Erfassung strukturierter Oberflächen gefordert sind. Der Folienschwinger im Sensorkopf emittiert und empfängt Ultraschallwellen in Luft. Nach dem Impuls- Echoverfahren wird aus der Laufzeit der Schallwellen zwischen Sensor und Objekt der Abstand bestimmt. Im Grundgerät des LRS 3 steuert ein Mikrocontroller den Messablauf und gewährleistet zusammen mit hochgenauen Analogbausteinen eine Auflösung von 0,01 mm. Die erzielbare Genauigkeit wird ausschließlich durch die Homogenität der Luft bestimmt. Als Messobjekte eignen sich nahezu alle Materialien aus Beton, Stein, Metall, Kunststoff, Papier, Glas und Verbundstoffen mit glatten, porösen und strukturierten Oberflächen. Die Messung ist von der Oberflächenfarbe unabhängig. Auch spiegelnde Objekte können erfasst werden. Typische Einsatzgebiete sind Dickenmessungen von Baumaterialien und Schaumstoffen sowie Füllstandsmessungen von Flüssigkeiten.

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    Messprinzip und Software LRS - TOOLS


    Der Sensorkopf enthält einen Temperatursensor, der die mittlere Lufttemperatur erfasst, aus der die Schallgeschwindigkeit berechnet wird. Die gemessenen Abstände werden kontinuierlich auf einem LED-Display angezeigt und gleichzeitig über eine serielle Schnittstelle sowie analog ausgegeben. Eine Funktionstaste ermöglicht die Umschaltung auf Relativmessung. Zusätzlich können mit dem Programm LRS - TOOLS wichtige Messparameter wie der Messbereich, die Mittelung, die Analogskalierung, die Sensor-Empfindlichkeit sowie die Relativmessung entsprechend der Messaufgabe angepasst werden.

    LRS 3 Prinzip
    Bild 2: Dickenmessung eines auf einer Referenzfläche aufliegenden Objektes
    d0 = Referenzabstand
    d = Dicke des Messobjekts
    d1 =Objektabstand

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    LRS 3 software
    Bild 3: Benutzeroberfläche des Programms LRS -TOOLS

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    Bestell Nr. 282200

    O C F M


    Messgerät für 1 K-Schäume



    OCFM
  • Steigprofil-Messung im schlanken Zylinder
  • Druckmessung
  • Erfassung der Reaktionstemperatur
  • Präparationshilfe zur einfachen Dosierung
  • Erfassung Meteorologischer Daten
  • Spezialausführung des Prüfgerätes FOAMAT®

  • * Patent angemeldet


    Bild 1: Der mit 1K-Schaum befüllte Kartonzylinder wird auf der Druckmesseinrichtung FPM 50 befestigt und durch die Zylinderhalterung (OCFM*) unter dem Abstandssensor ausgerichtet. Die Präparationshilfe PPA ermöglicht die genaue Dosierung. Die meteorologischen Daten werden mit dem optionalen GFTB 200 erfasst.

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    Gerätebeschreibung


    Das OCFM (One Component Foam Measurement Device) wurde speziell zur Erfassung der Schaumexpansion, des Drucks und der Temperatur von 1K-Schäumen (OCF) entwickelt. Es besteht aus einer Zylinderhalterung zum Ausrichten des mit der Schaumprobe gefüllten, schlanken Kartonzylinders unter einem Ultraschall-Abstandssensor. Der Kartonzylinder wird auf einer Druck-Messeinrichtung FPM 50 (Foam Pressure Measurement) befestigt, wodurch die Wände des schlanken Kartonzylinders und das FPM 50 das Expansionsgefäß bilden. Die Temperatur des Schaums wird mit einem Thermoelement gemessen. Das OCFM kann mit der Meteorologischen Station GFTB 200 zur Erfassung der Umgebungsparameter wie Temperatur, Luftdruck und Luftfeuchtigkeit ergänzt werden.

    Handhabung und Testzyklus


    Die Innenseite des schlanken Kartonzylinders wird zunächst mit einer vorgegebenen Wassermenge befeuchtet. Der Zylinder wird dann über die Präparationshilfe PPA (Perfect Preparation Aid) geschoben und ein leichter, beweglicher Stopfen in einer vorgegebenen Höhe eingesetzt. Danach wird eine definierte Menge des 1K-Schaums in den Zylinder eingebracht und der Zylinder auf dem FPM 50 fixiert. Für die Messung wird der Kartonzylinder von unten in die Zylinderhalterung eingeführt und die Steighöhen- und Druckmessung automatisch gestartet. Während der Schaumexpansion wird ein Thermoelement zur Erfassung der Reaktionstemperatur in den reagierenden Schaum eingeschoben. Nach dem Expansions- und Aushärtevorgang kann der Kartonzylinder mit der Schaumprobe und dem Stopfen wieder leicht vom FPM 50 abgenommen werden. Die Schaumprobe kann anschließend weiteren physikalischen Tests unterzogen werden.


    OCFM Messergebnis
    Bild 2: Die Messwerte für Steighöhe (H), Steigdruck (P) und Reaktionstemperatur (T) werden vom Programm SCHAUM dargestellt. Die Kurven zeigen den Reaktionsverlauf eines 1K-Schaums (OCF) gemessen mit OCFM. Die eingefärbten Bereiche sind Masterkurven für die Qualitätssicherung.

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    Bestell Nr. 281259