Wśród dostępnych na rynku rozwiązań, służących do pomiaru rozkładu sił i nacisku, warto zwrócić uwagę na system Tekscan. Charakteryzuje go duża łatwość i intuicyjność obsługi, wiele możliwości pomiarów, przenośność, a także możliwość modyfikacji czujnika do potrzeb danego zastosowania.
Najbardziej uniwersalnym rozwiązaniem z szerokiej oferty produktów jest system pomiarowy I-Scan, na który składa się elektronika skanująca, zaawansowane oprogramowanie oraz opatentowane, cienkowarstwowe czujniki siły.
Część elektroniczną całego systemu Tekscan stanowi uchwyt czujnika typu Evolution Handle. Umożliwia połączenie foliowego czujnika nacisku z komputerem PC poprzez port USB – uchwyt ten ma zintegrowany przewód USB. Zbiera on informacje z czujnika i przesyła je w postaci cyfrowej do komputera PC, na którym zainstalowane jest oprogramowanie I-Scan umożliwiające wizualizację, archiwizację oraz dalszą analizę wyników.
System I-Scan zawiera oprogramowanie badawcze pracujące na podstawie platformy Microsoft Windows, powiązany sprzęt i opatentowane czujniki firmy Tekscan. System jest tak wszechstronny, że umożliwia kopiowanie danych o rozkładzie nacisku i wklejanie ich do innych aplikacji (np. MS Excel), zachowywanie ich jako plik tekstowy (ASCII) i eksportowanie do innych programów lub też drukowanie na dowolnej drukarce kompatybilnej z systemem Windows. Poza tym program ten pozwala na rejestrację pomiarów do odpowiednich plików, m.in. plików z rozszerzeniem *.avi, które pozwalają na zamieszczanie wyników badań między innymi w prezentacjach multimedialnych. Zapisane pliki z rozszerzeniem *.fsx umożliwiają ponowne odtworzenie pomiarów w programie I-Scan w celu dalszej analizy.
Dobór odpowiedniego czujnika zależy od wymagań konkretnej aplikacji. Czujniki rozkładu siły Tekscan mają około 5-mikrosekundowy czas reakcji, zapewniając prawie natychmiastowe przesyłanie danych. System I-Scan wykorzystuje opatentowane cienkowarstwowe, dotykowe czujniki siły o grubości zaledwie 0,625 mm, które łatwo mieszczą się w wąskich szczelinach. Czujniki te mają postać matrycy, dlatego nazywane są matami pomiarowymi. Każda taka mata składa się z pojedynczych punktów pomiarowych (tzw. senseli) – maty o najwyższej rozdzielczości mają aż 248 senseli na 1 cm².
Dostępnych jest ponad 200 standardowych modeli o różnych kształtach, zakresach pomiarowych i wytrzymałości na warunki otoczenia np. temperaturę (opcjonalnie do 200°C). Do aplikacji wymagających wysokiej częstotliwości pomiarowej, np. w testach zderzeniowych czy szybkich procesach przemysłowych, dostępne są czujniki lub całe maty o mniejszej gęstości punktów pomiarowych i prędkości skanowania do 20 000 Hz.
Poza uniwersalnym systemem I-Scan producent przygotował wyspecjalizowane systemy do różnych branż przemysłowych, w tym system TireScan do kontroli opon, system NPAT do kontroli różnego rodzaju rolek czy GRIP do weryfikacji komfortu różnego rodzaju uchwytów.
Czujniki w postaci dużych mat są częścią systemu BPMS oraz CONFORMat przeznaczonego do pomiaru rozkładu nacisku wywieranego przez ludzkie ciało względem takich powierzchni jak siedzenia, materace, obicia i oparcia. Dzięki temu, że maty pomiarowe są niezwykle cienkie, nie wywierają one wpływu na mierzoną powierzchnię i nie zmieniają jej charakterystyki. W przypadku tego systemu liczba senseli na macie wynosi 2016, a jej rozdzielczość przestrzenna to 1 sensel/cm².
Jednym z ciekawych zastosowań dla systemów pomiarowych Tekscan jest kontrola rozkładu siły w procesie zaciskania półprzewodników. Wyzwaniem w takiej aplikacji były nieznane siły zaciskające podczas montażu chipa komputerowego i radiatora lub testowania płytek. Mogą one powodować poważne wady produktu i problemy z jakością, co może doprowadzić do niższych wydajności i wyższych kosztów oraz marnotrawstwa produktu.
Rozwiązaniem było zastosowanie systemu mapowania rozkładu siły i ciśnienia I-Scan do diagnostyki i konfiguracji mocowania urządzeń. Ultracienkie czujniki (0,1 mm) można umieścić między dowolnymi dwiema współpracującymi powierzchniami, takimi jak radiator i jego źródło ciepła lub sonda i płytka. System pozwala na weryfikację w czasie rzeczywistym rozkładu nacisku między mocowaniem a przeciwną powierzchnią.
Jeśli optymalne ciśnienie nie zostanie osiągnięte, można dokonać regulacji w celu zoptymalizowania konstrukcji uchwytu mocującego, kwantyfikacji sił lub określenia idealnych protokołów, takich jak wzory momentu obrotowego i procedury. System mapowania siły I-Scan można wykorzystać do optymalizacji rozkładu nacisku przed sekwencją testową lub przebiegiem produkcyjnym, oszczędzając cenny czas i pieniądze firmy.
Innym interesującym przykładem zastosowania systemu Tekscan jest pomiar siły w drzwiach samochodowych. Wiatr, hałas i wycieki wody w nowym pojeździe mogą być istotnym źródłem niezadowolenia klienta, stwarzać wrażenie złej jakości i generować koszty w okresie gwarancji. Prawidłowa regulacja zawiasów i zamków drzwi podczas ich montażu do samochodu w fabryce może wyeliminować te problemy.
Wyzwaniem dla techników montażu pojazdów było określenie, gdzie umieścić zawiasy i zatrzaski. Aby zmierzyć siłę uszczelnienia drzwi, technicy wsuwali kawałek papieru między nadwozie a taśmę uszczelniającą, aby poczuć siłę pociągnięcia w różnych miejscach.
Dzięki systemowi mapowania ciśnienia I-Scan technicy montażu stosują elektroniczny miernik, który mierzy nacisk, a jednocześnie działa jako mechanizm bezpośredniego sprzężenia zwrotnego. Technicy mogą użyć miernika, aby pomóc zoptymalizować ciśnienie uszczelnienia i ugięcie wokół ramy drzwi pojazdu.
System I-Scan mierzy i w intuicyjny, wizualny sposób wyświetla informację zwrotną o sile uszczelnienia drzwi. Umożliwia natychmiastowe sprawdzenie, jak zmienia się ta siła w miarę dostosowywania zamków i zawiasów podczas montażu drzwi. Uzyskana w efekcie szczelność ogranicza przepuszczanie powietrza i hałas wiatru wewnątrz pojazdu oraz pomaga wyeliminować wycieki wody.
Dzięki istnieniu ponad 200 modeli czujników o różnorodnych rozmiarach i kształtach, a także wsparciu wysoko wykwalifikowanych inżynierów firmy Tekscan i WObit, każdy system może być skonfigurowany w taki sposób, aby spełnić specyficzne potrzeby Państwa aplikacji.
P.P.H. WObit E. K. J. Ober s.c.
wobit@wobit.com.pl
tel. +48 61 22 27 422
www.wobit.com.pl
