Hoch­prä­zi­se Län­gen­mess­tech­nik für Labor und Industrie

Von der Medi­zin­tech­nik über die Halb­lei­ter- bis hin zur Optik­in­dus­trie sowie für Kali­brier­auf­ga­ben ist aller­höchs­te Genau­ig­keit gefragt. Laser­in­ter­fe­ro­me­ter erfas­sen Län­gen­än­de­run­gen mit einer Genau­ig­keit von bis zu 0,1 parts per mil­li­on und ver­bin­den durch die ein­zig­ar­ti­ge Eigen­schaft, gro­ße Berei­che mit enor­men Auf­lö­sun­gen zu mes­sen, die Makro- mit der Nano­welt. In der Wis­sen­schaft wie auch in zahl­rei­chen Indus­trie­fel­dern sind die hoch­prä­zi­sen Mess­sys­te­me heut­zu­ta­ge nicht mehr weg­zu­den­ken. So viel­fäl­tig die Ein­satz­be­rei­che sind, so unter­schied­lich gestal­ten sich auch deren Anfor­de­run­gen – etwa in Bezug auf die Nut­zer­freund­lich­keit, die Mess­un­si­cher­heit oder die Anwen­dung im indus­tri­el­len Umfeld. Die Sios Meß­tech­nik ach­tet, bei der neu­en Genera­ti­on ihrer Mul­ti-Beam-Inter­fe­ro­me­ter, zusätz­lich dar­auf, dass sich die­se auch bei indus­tri­el­len Anwen­dun­gen zuver­läs­sig bewäh­ren. So sind die Gerä­te in der Lage, syn­chron meh­re­re Frei­heits­gra­de einer Bewe­gung zu erfas­sen und kön­nen dank einer inte­grier­ten opti­schen Aus­rich­te­funk­ti­on sehr ein­fach und prä­zi­se jus­tiert wer­den. Dar­über hin­aus opti­miert Sios die Gerä­te spe­zi­ell auf die indi­vi­du­el­len Ein­satz­zwe­cke ihrer Kun­den hin.
Die Inter­fe­ro­me­ter zeich­nen sich maß­geb­lich dadurch aus, dass sie dyna­mi­sche Vor­gän­ge, etwa im Rah­men der Kali­brie­rung von Koor­di­na­ten­mess­ge­rä­ten, schnell und simul­tan erfas­sen kön­nen. Dies wird durch die hohe Prä­zi­si­on von 0,1 parts per mil­li­on und einer Auf­lö­sung zwi­schen 5 und 20 Piko­me­ter, über eine Län­ge von bis zu 80 Meter, ermög­licht. Durch die gleich­zei­ti­ge und hoch­syn­chro­ne Mess­wert­erfas­sung kommt es, selbst bei einer hohen Objekt­ge­schwin­dig­keit von bis zu 3 Meter pro Sekun­de zu kei­ner Ver­fäl­schung der Ergeb­nis­se. Dar­über hin­aus inte­griert der Her­stel­ler opti­sche Jus­tier­hil­fen in sei­ne Mess­sys­te­me, sodass sich die kor­rek­te Aus­rich­tung der Mess­an­ord­nung, mit­hil­fe einer gra­fi­schen Soft­wareober­flä­che, unkom­pli­ziert und zügig vor­neh­men lässt. Auf die­se Wei­se kön­nen jus­ta­ge­be­ding­te Mess­feh­ler mini­miert und auch sehr kur­ze Bewe­gun­gen feh­ler­frei erfasst werden.
Damit hoch­prä­zi­sen Mes­sun­gen nicht durch Wär­me­ein­trag unvor­teil­haft beein­flusst wer­den, wird die Licht­quel­le grund­sätz­lich außer­halb des Sen­sors in unkri­ti­scher Ent­fer­nung plat­ziert. Da der Laser­strahl durch einen faser­op­ti­schen Licht­wel­len­lei­ter zum Sen­sor­kopf gelangt, befin­den sich in die­sem ledig­lich opti­sche Bau­ele­men­te, die des­sen Funk­tio­na­li­tät bestim­men, aber kei­ne Wär­me ver­ur­sa­chen. Ins­be­son­de­re mit Blick auf die Anwen­dung im indus­tri­el­len Umfeld sind alle Sen­so­ren und Kabel dar­über hin­aus kom­plett geschlos­sen und gekap­selt. So kön­nen den robus­ten Inter­fe­ro­me­tern der neu­en Genera­ti­on auch poten­zi­ell schmut­zi­ge­re Ein­satz­um­ge­bun­gen nichts anhaben.
Die Ein- und Mehr­strahl-Inter­fe­ro­me­ter von Sios adres­sie­ren die unter­schied­lichs­ten Anwen­dungs­sze­na­ri­en – von Kali­brier­auf­ga­ben und simul­ta­nen Weg-Win­kel­mes­sun­gen über hoch­sta­bi­le Dif­fe­renz­mes­sun­gen und Schwin­gungs­ana­ly­sen bis hin zu mehr­ach­si­gen Sys­tem­kom­bi­na­tio­nen, bei denen drei­di­men­sio­na­le Vor­gän­ge erfasst wer­den. Das Grund­kon­zept aller Aus­füh­run­gen ver­kör­pert dabei das kom­pak­te Ein­strahl-Kali­brier­in­ter­fe­ro­me­ter der SP-NG-Pro­dukt­fa­mi­lie, des­sen Sen­sor­kopf samt Jus­tier­ge­lenk ledig­lich 133 x 91 x 54 Mil­li­me­ter – bezie­hungs­wei­se 227 x 91 x 67 Mil­li­me­ter für Mes­sun­gen gro­ßer Län­gen – umfasst. Denn dabei han­delt es sich um ein Prä­zi­si­ons­län­gen­mess­sys­tem, bei dem der ein­zel­ne Mess­strahl vom Reflek­tor auf dem­sel­ben Wege, also in sich selbst, zurück­ge­wor­fen wird. Dank die­ses bewähr­ten Prin­zips ergibt sich ein defi­nier­ter Antast­punkt am Mess­ob­jekt, sodass Aus­rich­tungs­feh­ler sowie der typi­sche Abbe-Feh­ler kom­pen­siert wer­den kön­nen. Die opti­schen Eigen­schaf­ten der Reflek­to­ren ermög­li­chen es, der­ar­ti­ge Aus­rich­t­feh­ler zu erken­nen und zu kor­ri­gie­ren. Da sie bis zu ±12,5 Grad ver­kip­pen dür­fen, ohne den Mess­strahl zu ver­lie­ren, ist stets eine schnel­le und ein­fa­che Jus­ta­ge der Mess­auf­bau­ten möglich.