Dickenmessung an Folien

Oct 19, 2005 48 Replies

Hallo ich hoffe Ihr habt ein paar Tipps für mich.



Ich möchte die Dicke einer transparenten Folie (ETFE) messen. Leider kann ich nicht einfach eine Mikrometerschraube nehmen, weil die Die Dicke in der Mitte eines großen und noch dazu Aufgespannten Folienstückes brauche. Es kommen also keine Messgeräte in Frage, die irgendwie um den Rand der Folie "umgreifen" sondern ich brauch was aus zwei unabhängigen oder nur elektrisch gekoppelten Teilen, die ich innen und Außen aufsetzen kann. Die beiden Teile müssen außerdem klein sein und selbstständig an Ort und Stelle beleiben. Die zu messende Dicke liegt im Bereich von 0,3 bis 0,1 mm. Die Ansprüche an die Genauigkeit sind nicht sehr hoch, eine hohe Auflösung ist wichtiger, um Dickeveränderungen beobachten zu können.. Ach ja und natürlich soll's billig und/oder selbst herzustellen sein.



Eingefallen sind mir bis jetzt folgende Prinzipien:


  • Kapazitiv, Plattenkondensator mit der Folie als Dielektrikum zusammengehalten von zwei Magneten innen und außen, der Abstand ändert die Kapazität


  • Magnetisch, Permanent oder E-Magnet innen, Hall-Sonde außen, der Abstand ädert die Feldstärke

  • Induktive Kopplung, Spule mit Wechselfeld innen, Induktionsspule außen, der Abstand ändert die übertragene Leistung


  • Induktiv, Spule innen, FE Teil außen, der Abstand ändert die Induktivität der Spule

  • Laufzeitmessung, Ultraschalllaufzeitmessung

Interferometrische oder andere Optische Verfahren scheiden wohl aus, da die Folie nicht transparent und ihr Oberfläche nicht glatt genug ist.



Hab ich was Prinzipielles vergessen? Welche Idee lässt sich wohl am ehesten verwirklichen? Hat jemand so was schon mal gebaut? Wie werden eigentlich in der Folienherstellung Dicken kontrolliert?



Grüße Flo


Florian Rist schrieb:

Lackdickemessgerät.

Gruß Dieter

Florian Rist schrieb:

^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ [...]

Ist sie nun transparent oder nicht?

Versuch´s mal mit einem Isoscope (Wirbelstrommessverfahren). Das müsste klappen. Lackschichtdickenmessgeräte greifen da nicht. Jedenfalls kein Photothermisches.

Kai Dörner

Am Wed, 19 Oct 2005 19:58:42 +0200 schrieb Florian Rist:

Kein Problem solche Messschrauben(Taster) gibt es auch mit extrem langen Armen.

Nimm Messtaster von Mahr oder Tesa die Genauigkeit von < 1/1000mm musst du nicht mal extra bezahlen ;-)

Das geht trotzdem.

Die Messgerätehersteller fragen?

Es führen viele Wege nach Rom, ich würde die Maschinenhersteller fragen.

Mit freundlichen Grüßen Peter Nießen

Florian Rist schrieb:

Ich habe mal eine Küchenwaage zerlegt gehabt, die als Messtechnik einen Plattenkondensator im Alu-Parallelogramm hatte. Da wurden die beiden Platten voneinander weg bewegt, wenn man die Waage belastet hat. Das ließe sich sicher für deine Folie adaptieren. Die Waage würde dann halt kein Gewicht in Gramm sondern die Dicke in irgendwas komischem anzeigen, man müsste halt eine Umrechnungstabelle dahaben. Aber billiger und selbstgebauter wird wohl aufwändig.

Tobi

Florian Rist schrieb:

Durchlässigkeit für einen radioaktiven Strahler messen. In der Papierindustrie wird's AFAIK so gemacht.

Grüße, Joachim

Hallo Bodo

Nun, sie ist augenscheinlich recht transparent, etwa mit den öfter verwendeten PP Folien vergleichbar. Lieder ist sie aber nicht perfekt glatt, sie hat kleine Kratzer auf den Oberflächen und, das dürfte das große Problem sein, ihre Transparenz hängt deutlich davon ab, ob und welchen mechanischen Spannungen die Folie ausgesetzt ist oder war. Die Folie wird schnell milchig trüb, wenn sie so hohen Spannungen ausgesetzt wird, dass sie zu fließen beginnt. Darum scheinen mir optische Verfahren nicht brauchbar, ich kann mich aber irren.

Grüß Flo

Hallo Joachim

Das ist vielleicht keine schlechte Idee. Der Strahler selbst wär sicher sehr keine, müsste nur noch ein kleiner Detector her.

Grüße Flo

Wenn das Material als solches verlässlich gleichmäßig eingefärbt ist und die Folie nicht so dick ist, dass gar kein Licht mehr durchkommt, könnte man diesen Trick auch mit Licht versuchen. Als Lichtquelle würde sich ein Laserpointer anbieten. Die Steuerung dieser Pointer regelt aktiv die optische Leistung auf einen konstanten Wert. Gegen Störung durch Umgebungslicht hilft ein selektiver Filter. Filterglas Typ RG650 von Schott würde sich zum Beispiel anbieten, um effektiv alles wegzufiltern, was kürzere Wellenlänge als 630 nm hat.

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Wenn das so ist, dann kann man meinen Vorschlag aus dem anderen Posting mit der Duchlässigkeit von rotem Laserlicht vergessen.

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Die Kondensatorplatten lassen sich auch aufkleben (es gibt z.B. selbstklebende Cu-Folie). Wenn der Kondensator ein frequenzbestimmendes Teil in einem Oszilator ist, lässt sich die Dickenänderung per Frequenzzähler ermitteln. Wg. Störsignale etc. lieber in de.sci.electronics fragen. Problematisch könnten die langen Zuleitungen werden. Ein kleines Loch darfst du nicht bohren?

Gruß, Nick

Evtl. geht's mit 'ner Infrarot-LED.

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Was für sichtbares Licht trübe ist, muß dies nicht unbedingt für Infrarot sein.

Grüße, Joachim

Moin,

Kai-Martin hat geschrieben:

Wirklich?

Mir fällt das Stichwort nicht ein, aber sowas kann man auch mit einem moduliertem Laser erreichen, im einfachsten Fall einfach an und ausschlaten. Sodann den Unterschied am Empfänger zwischen Laser an und Laser aus ermitteln und Differenz bilden. So hat man Umgebunslicht sauber weggerechnet.

CU Rollo

Zumindest hatte der Pointer, den ich mal auseinander genommen habe, die integrierte Photodiode an einen IC von "ic-haus" angeschlossen.

Aber wahrscheinlich hast Du Recht mit der Vermutung, dass das nur bei besseren Modellen so gemacht wird.

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Hallo Nick

Ja, oder mit einem oder zwei Permanentmagneten zusammenhalten.

Nein, keine Löcher erlaubt. :-) Das Leitungsproblem könnte man aber glaub ich so lösen:

---------------- Folie XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX ---+--- ---+--- | | | | zum Oszilator

So kann man den frequenzbestimmenden Teil auf einer Seite der Folie nah am Kondensator platzieren, die Messung kann dann ja unproblematischer weiter weg erfolgen.

Ich glaub das probier ich nächste Woche mal aus. Ein 100 mm² großer Sensor hätte schon eine Kapazität von 4pF. Ich besorg mir ein anständiges LC-Meter, dann kann ich wohl gleich rummessen. Wenn sich das bewährt versuch ich einen möglichst kleinen Oszilator zu bauen und mit aufzukleben.

Grüße Flo

Ja. Halbiert halt die Kapazität. Aber viel besser als (lange) Leitungen.

4pF ist sehr wenig. Die Messung mit dem LC-Meter wird wohl ungenau.

Gruß, Nick

Ja, clever.

Ja.

Hmm. Kommt mir so wenig vor... die Folie ist 0.25mm dick und hat ein eps_r von 2.5?

... mit Betonung auf ANSTAENDIG. Fuer gute Geraete sind 4pF kein Problem; bei billigen Teilen kannst Du das vergessen.

Offen gestanden: Ich wuerde keinen Oszillator bauen. Oszillator kann bei speziellen Anforderungen sinnvoll sein, aber das sehe ich in Deinem Fall nicht unbedingt gegeben.

Ich rate dazu, eine Wechselspannung (1kHz, 10V) zu erzeugen und mit einem aktiven I/U-Wandler (OPV) den durch den Sensor flieszenden Wechselstrom in eine Wechselspannung zu verwandeln. Bei einer Empfindlichkeit des I/U-Wandlers von 1V/µA, was noch relativ leicht zu erreichen ist, erzielst Du eine Spannung von

160mV, was sich mit jedem Messbrikett bequem messen laesst.

Beide Spannungen, die 10V zur Anregung und die ca. 0.15V Messsignal, koennen bei Bedarf und richtiger Schaltungsauslegung auch durch ein paar Meter Kabel geschickt werden. Den I/U-Wandler wuerde ich der Einfachheit halber so nahe als moeglich am Sensor plazieren, obwohl man auch das mit gewissen Vorkehrungen vermeiden kann.

Grusz, Rainer

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