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Labor für Technische Physik

Konzept

Das Soester Labor für Technische Physik ist in verschiedenen Forschungsfeldern aktiv, bietet analytische Dienstleistungen an und ermöglicht in der Lehre praktische Einblicke in Physik und Technik. Auch Kooperationen mit Schulen sind willkommen, etwa in Form von Laborpraktika.

Dienstleistungsangebote

Gerne helfen wir Ihnen bei der Bearbeitung physikalisch-technischer Fragestellungen bis hin zu F+E-Projekten. Auch für Schulen stehen wir gerne als Ansprechpartner für Laborprojekte zur Verfügung.

Insbesondere bieten wir Analytik in den folgenden Bereichen an:

Hochgeschwindigkeitsaufnahmen

Hochgeschwindigkeitskameras machen es möglich, Vorgänge zu beobachten und zu analysieren, die so schnell ablaufen, dass sie mit dem bloßen Auge oder auch mit herkömmlichen Zeitlupenfunktionen nicht aufzulösen sind.

Anwendungen sind zum Beispiel

  • Analyse von Verformungsprozessen ("Crash-Tests"),
  • Analyse von Zerstörungen (Risse, Brüche),
  • Kontrolle von schnell ablaufenden Fertigungs- oder Bearbeitungsprozessen (Platinenbestückung, Bohren, Fräsen, Kleben etc.),
  • Analyse von Schwingungsvorgängen,
  • Beobachtung von Strömungsvorgängen bei Fluiden,
  • ...

Im Labor für Technische Physik arbeiten wir mit dem High-Speed-Kamerasystem VW-9000 von KEYENCE, das Aufnahmen mit extrem hohe Bildraten erlaubt, und der Sony RX10 III, mit der wir Aufnahmen in HD-Qualität anbieten können. Studiobeleuchtung und eine Crashtest-Anlage ergänzen dieses Angebot.

Massenspektrometrie

Die Analytik von Festkörpern, Oberflächen oder auch Gasen ist in vielen Bereichen von großer Bedeutung, ob bei der Kontrolle von Beschichtungen, der Analyse von Verunreinigungen in und auf Festkörpern oder in Gasen etc.

Im Labor für Technische Physik stehen folgende Systeme für die Massenspektrometrie an Festkörpern oder Gasen zur Verfügung:

  • Thermische Desorptionsmassenspektrometrie (TDMS),
  • Sekundär-Neutralteilchen-Massenspektrometrie (SNMS),
  • Gasanalyse-System zur Untersuchung auch korrosiver Gase.

Wärmebildaufnahmen (Thermographie)

Wärmebild- oder auch Infrarotkameras erlauben über die bildgebende Aufnahme der Wärmestrahlung von Objekten deren thermographische Analyse.

Beispiele für Anwendungen:

  • Analyse/Kontrolle thermodynamischer Prozesse,
  • Untersuchung der Charakteristik von Leuchtmitteln und ähnlichen Strahlungsquellen,
  • Untersuchung von elektrischen/elektronischen oder mechanischen Systemen, z.B. im Hinblick auf Verlustleistungen,
  • Gebäudeanalysen, z.B. hinsichtlich Wärmedämmung, Luftdichtheit usw.
  • ...

Ausstattung

3D-Drucker#link.text

Vielseitig verwendbarer Desktop-3D-Drucker basierend auf dem FDM-Verfahren (Fused Deposition Modeling) zur Herstellung von Prototypmodellen, spezifisch angepassten Kunststoffteilen usw.

Gasanalyse-System

Benchtop-Analysesystem zur Gasanalyse bei Atmosphärendruck. Qualitative und quantitative Messungen im Bereich 1 – 100 amu.

Mittels eines Gas-Massenspektrometers ist es möglich, die atomare/molekulare Zusammensetzung einer gasförmigen Stoffprobe zu bestimmen.

Anwendungsbeispiele:

  • Inline-Gasanalytik in unterschiedlichen Fertigungsprozessen,
  • Analyse von Reaktionsgasen,
  • Stoffanalytik in Verbindung mit einer thermischen Waage,
  • ...

Unser Gas-Massenspektrometer zeichnet sich insbesondere durch seine Eignung bezüglich der Analyse korrosiver und entzündlicher Gase aus. Durch kurze Anpumpzeiten ist eine schnelle Einsatzbereitschaft möglich.

Technische Daten zum OmniStar Gasanalysesystem 1-100 amu (Pfeiffer Vacuum)

  • Massenbereich: 1 – 100 amu
  • Arbeitsdruck: Atmosphärendruck (1000 hPa)
  • Nachweisgrenze: < 1 ppm (auch für kondensierbare Gase)
  • Weitere Eigenschaften
    • Quadrupol-Massenspektrometer mit gasdichter Ionenquelle, 2x Wolfram-Filament
    • Analysenrezipient mit Druckmessung und Heizung
    • Turbo-Drag-Pumpsystem mit Zwischenabsaugung und ölfreier Membran-Vorpumpe sowie überwachtem Spülgassystem
    • Zweistufiges Gaseinlasssystem mit geregelt beheizter Quarzkapillare (1 m) für Temperaturen bis 200 °C

Hochgeschwindigkeitskamera

Flexibel einsetzbares Kamerasystem zur Sichtbarmachung und Analyse sehr schnell ablaufender Vorgänge (z. B. Verformungen, schnelle Bearbeitungsprozesse, Schwingungen etc.)

Hochgeschwindigkeitskameras machen es möglich, Vorgänge zu beobachten und zu analysieren, die so schnell ablaufen, dass sie mit dem bloßen Auge oder auch mit herkömmlichen Zeitlupenfunktionen nicht aufzulösen sind.

Anwendungen sind zum Beispiel

  • Analyse von Verformungsprozessen ("Crash-Tests"),
  • Analyse von Zerstörungen (Risse, Brüche),
  • Kontrolle von schnell ablaufenden Fertigungs- oder Bearbeitungsprozessen (Platinenbestückung, Bohren, Fräsen, Kleben etc.),
  • Analyse von Schwingungsvorgängen,
  • Beobachtung von Strömungsvorgängen bei Fluiden,
  • ...

Auch für die Lehre bietet eine HS-Kamera somit vielfältige Möglichkeiten, etwa zur Darstellung von Schwingungsvorgängen oder anderer sehr schnell ablaufender Prozesse.

Unsere High-Speed-Kamera zeichnet sich insbesondere durch eine große Flexibilität und einen einfachen und schnellen Aufbau aus. Die notwendige Beleuchtung ist in das Gerät integriert, und das System ist innerhalb weniger Minuten einsatzbereit.

So sind wir in der Lage, als Dienstleister flexibel vor Ort (etwa in Ihrem Unternehmen) Aufnahmen und Analysen durchzuführen.

Die Analyse-Software erlaubt darüber hinaus eine vielfältige Auswertung der Aufnahmen, zum Beispiel die Nachverfolgung und Vermessung der Bewegung bestimmter Punkte im Bild oder die Berechnung von Geschwindigkeiten oder Beschleunigungen solcher Punkte.

Technische Daten zur KEYENCE High-Speed-Kamera VW-9000

  • Aufnahmegeschwindigkeit/Bildrate: Bis zu 230.000 fps
  • Auflösung Video: Bis zu 640x480 Pixel
  • Auflösung Standbild: Bis zu 1920x1440 Pixel
  • Farbtiefe: 24 Bit
  • Objektiv
    • 6facher optischer Zoom
    • Vergrößerung 1x bis 60x
    • 20 bis 500 cm Arbeitsabstand zum Objekt
  • Trigger
    • Bewegungstrigger (Änderung im Bild löst Aufnahme aus)
    • Externer Trigger, z. B. auch über Mikrofon

Weitere Informationen zum verwendeten System erhalten Sie auf der Website der Fa. KEYENCE.

Wärmebildkamera (Thermographie)

Handkamera zur Aufnahme und Analyse von Wärmebildern, etwa im Rahmen der Gebäudethermografie, der Beobachtung von Wärmeentwicklungen beim Betrieb verschiedenster Systeme usw.

Wärmebild- oder auch Infrarotkameras erlauben über die bildgebende Aufnahme der Wärmestrahlung von Objekten deren thermographische Analyse.

Beispiele für Anwendungen:

  • Analyse/Kontrolle thermodynamischer Prozesse,
  • Untersuchung der Charakteristik von Leuchtmitteln und ähnlichen Strahlungsquellen,
  • Untersuchung von elektrischen/elektronischen oder mechanischen Systemen, z.B. im Hinblick auf Verlustleistungen,
  • Gebäudeanalysen, z.B. hinsichtlich Wärmedämmung, Luftdichtheit usw.
  • ...

Die Wärmebildkamera im Labor für Technische Physik ist durch ihre Kompaktheit schnell und flexibel einsetzbar, wobei ein Tele- und ein Weitwinkelobjektiv die Untersuchung großer und kleiner Objekte in verschiedenen Distanzen ermöglichen.

Dabei sind sowohl statische Aufnahmen als auch Videosequenzen möglich, sodass auch thermodynamische Prozesse beobachtet werden können.

Die Kalibrierung und Auswertung der Aufnahmen sind über die zugehörige Software ebenfalls schnell durchzuführen.

Technische Daten zur Wärmebildkamera testo 890

  • Temperaturbereich: –30 bis 1200 °C
  • Thermische Empfindlichkeit: < 0,04 K
  • Auflösung Sensor: 640x480 Pixel
  • Bildwiederholrate: 33 Hz
  • Minimale Fokusentfernung: 0,1 m (Teleobjektiv: 0,5 m)

Weitere Informationen zum verwendeten System erhalten Sie auf der Website der Fa. TESTO.

Wasserstoff-Beladungssystem

Anlage zur Be- und Entladung von Metallen mit Wasserstoff (z. B. zur Analyse von Metallhydrid-Speichern oder des Wasserstoffgehalts in Stählen), auch bekannt als KDI-Anlage.

Thermische Desorptionsmassenspektrometrie (TDMS)

Thermisches Analysesystem zur quantitativen Bestimmung von Adsorbaten an Oberflächen und deren Bindungsenergien oder zum Beispiel Wasserstoff in Metallen.

In Kooperation mit dem Fraunhofer-Anwendungszentrum.

Sekundär-Neutralteilchen-Massenspektrometrie (SNMS)

System zur Analyse von Oberflächen, Schichtsystemen usw. mit hoher Nachweisempfindlichkeit (ppm-Bereich) und hoher Tiefenauflösung.

In Kooperation mit dem Fraunhofer-Anwendungszentrum.