Download Dokument_34.

4 Experimentelle Einrichtungen
41
das bestehende Werkzeug adaptiert und die Wärmestrahlung des Kontaktbereiches
über eine ausgewählte Optik in die Kamera geleitet und ausgewertet.
4.3.1
IR-Kamera
Das Messsystem Infrarotkamera (IR-Kamera) besteht aus vier wesentlichen Elementen. Mit dem Detektorchip, der in einem Kameragehäuse installiert ist, wird über das
Objektiv, das ähnlich einem herkömmlichen Photokameraobjektiv mit verschiedenen,
anwendungsspezifischen Brennweiten aufwarten kann, die vom Kunststoff emittierte
IR-Strahlung detektiert. Über eine Auswerteinheit, die durch einen leistungsstarken
Rechner mit integrierter Schnittstelle zum Detektorchip ausgerüstet ist, können die
gemessenen Daten mit der entsprechenden Software aufbereitet werden. Das verwendete Messsystem der Fa. Thermosensorik besteht aus der Kamera Modell PtSi
256M (vgl. Bild 4.4 links), wobei der Detektorchip, der auf der Technologie eines
Photovoltaischen Quantendetektors beruht, eine Auflösung von 256 x 256 Bildpunkten (Pixel) liefert. Aufgrund der hohen Empfindlichkeit, der für den Spritzguss benötigten hohen Dynamik und des breiten Messbereichs von Quantendetektoren wurde
diese IR-Kamera ausgewählt. Die wichtigsten Daten der Kamera sind Tabelle 4.1 zu
entnehmen.
Bezeichnung
Auflösung
0,08 mm
(bei Ø 21 mm Messfläche)
Dynamik
50 Bilder pro Sekunde
Messbereich
(Wellenlängenbereich)
2,5 µm bis 5,4 µm
Temperaturmessbereich
40 °C bis 500 °C
Tabelle 4.1: charakteristische Daten der IR-Kamera PtSi 256M /11/
Das PtSi-Detektorelement funktioniert wie eine Fotodiode, d.h. sein elektrischer
Widerstand verändert sich, wenn IR-Strahlung mit der entsprechenden Wellenlänge
einfällt. Die ermittelte Intensität der Strahlung hängt davon ab, wie viel Strahlung pro
Zeiteinheit detektiert wird. Über die Intensität ist es möglich die Temperatur zu
bestimmen. Der hier vorliegende Detektor ist ein so genannter Focal-Plane-ArrayDetektor (FPA), bestehend aus einer Anordnung von mehr als 65.000 einzelnen
Platin-Silizid-(PtSi)-Sensoren in einer Matrix von 256 x 256 Elementen. Der Abstand
apixel zwischen den einzelnen Elementen beträgt 40µm. Der Detektor der PtSi 256M
wird von einem so genannten Stirling-Mikrokühler auf eine Temperatur von 77 K