Laser-Extensometer

Optische Dehnungsmessung bei hohen Temperaturen

Ganz ohne Messmarken berührungslos und präzise Messen und das bei ultra-hohen Temperaturen bis zu +2.000°C? Mit dem Laser-Extensometer ist das kein Problem. Das laserXtens ist ideal für die optische / berührungslose Dehnungsmessung an unterschiedlichen Materialien, in unterschiedlichen Umgebungsbedingungen und in einem großen Temperaturbereich von -80°C bis zu +2.000°C. Eine Applikation von Messmarken ist aufgrund des Messprinzips nicht notwendig und spart dadurch Zeit und Kosten.

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Laserextensometer ermöglichen die optische Dehnungsmessung bei hohen Temperaturen

Die Vorteile der Laser-Extensometer

Ideal für wechselnde Temperaturbereiche und Umgebungsbedingungen (Luft, Vakuum, Inertgas, etc.)
Universell einsetzbar für diverse Werkstoffe: Metall, Feuerfestmaterialien, Keramik, Graphit, Glas
Große Vielfalt an Probenformen und -größen inklusive empfindliche Proben und Miniproben ab 1,5 mm
Berührungslose Dehnungsmessung: kein Einfluss auf die Probe, wartungsfrei
Keine Probenmarkierung: Zeit- und Kostenersparnis
Hohe Genauigkeit und Präzision im Mikro- und Makro-Messbereich
Kompensation lateraler Probenbewegungen (Out-of-Plane)
Erfüllung aller Normanforderungen in der Hochtemperaturprüfung wie z.B. ISO 6892-2, ASTM E21, DIN EN 2002-002

Optische Dehnungsmessung bei hohen Temperaturen - die Funktionsweise

Das Laser-Extensometer beleuchtet die Probe mit grünem oder blauem Laserlicht (abhängig vom Temperaturbereich), wodurch ein Speckle-Muster an der Probenoberfläche erzeugt wird. Durch Objektive mit speziellen Filtern wird nur das gewünschte Laserlicht durchgelassen, das störende rote Licht von der glühenden bzw. heißen Probe wird blockiert. So wird das Messen der Längenänderung auch bei sehr hohen Temperaturen ermöglicht.

Die Probenoberfläche mit den Speckle-Mustern wird mit einer oder zwei Kameras erfasst. Innerhalb des Kamerabildes (Gesichtsfeld) werden zwei Auswertefelder gesetzt und damit zwei zu verfolgende Teilmuster definiert. Mit Hilfe eines hochentwickelten Korrelationsalgorithmus wird die Verschiebung jedes Speckle-Musters berechnet. Aus der Differenz dieser Verschiebungsmessungen wird die Dehnung der Probe berechnet.

Das Laserextensometer misst bei hohen Temperaturen die Längenänderung der Probe über Mustererkennung (Speckle-Muster)

Messen ohne Markierung und ohne Einfluss auf die Probe

Durch die einzigartige Technologie benötigt das Laser-Extensometer keine Probenmarkierung. Ein Anbringen von Messmarken in Temperierkammern, Hochtemperatur-Öfen oder auch Vakuumkammern wäre durch die Umgebungsbedingungen und hohen Temperaturen ohnehin sehr schwierig. Dieser Aufwand entfällt beim Einsatz des laserXtens und spart dadurch Zeit und Kosten, insbesondere bei hohen Probendurchsätzen.

Das laserXtens hat durch die berührungslose Dehnungsmessung keinen mechanischen Kontakt zur Probe und beeinflusst diese auch nicht mit dem Laserlicht. Vor allem bei sensiblen Proben und hohen Temperaturen kommt dieser Vorteil zugute. Die optimal aufeinander abgestimmten Hochtemperatur-Komponenten wie z.B. laserXtens, Tempiereinheit, Probentemperaturmessung, etc. garantieren zuverlässige Prüfergebnisse auch bei schwierigen Umgebungsbedingungen. Hochtemperatur-Öfen, Vakuumkammern und Temperierkammern können während des gesamten Versuchs geschlossen bleiben. Das Laser-Extensometer misst die Probendehnung von außen über einen Ofenschlitz oder durch ein Glasfenster hindurch.

Laserextensometer: Messen ohne Markierung und ohne Einfluss auf die Probe bei hohen Temperaturen

Ausgleich von lateralen Probenbewegungen (Out-of-Plane)

Viele Prüfaufbauten speziell für die Hochtemperaturprüfung erlauben es der Probe sich zu Beginn der Prüfung auszurichten. Diese Bewegung ins Zentrum der Prüfachse kann auf die Kamera zu oder weg erfolgen. Gerade bei kleinen Proben kommt dies häufig vor. Eine Veränderung des Probenabstands zur Kamera hat jedoch im trapezförmigen Sichtfeld eine Vergrößerung/Verkleinerung der Probe zur Folge, wodurch die Messergebnisse beeinflusst werden. Das telezentrische Objektiv der Laser-Extensometer kompensiert diese lateralen Probenbewegungen und minimiert so den Messfehler.

Das LaserExtensometer kompensiert laterale Probenbewegungen und minimiert so Messfehler

Erhöhter Messweg und Messgenauigkeit

Die automatische Mittenzentrierung erhöht den Messweg und die Messgenauigkeit des laserXtens. Mit der Anbindung an die Traverse wird das Extensometer mit halber Traversengeschwindigkeit mitgeführt und der Messbereich optimal genutzt.

In Aktion sehen: Das Laser-Extensometer bei hohen Temperaturen

Das laserXtens 2-120 HP/TZ ist bestens geeignet für dehngeschwindigkeitsgeregelte Zugversuche nach ISO 6892-2 Methode A1 an Metall.

Laser-Extensometer für die Hochtemperaturprüfung

	laserXtens 2-120 HP/TZ Das Laserextensometer für alle Proben	laserXtens 1-32 HP/TZ Das Laserextensometer für Miniproben und ultra-hohe Temperaturen
Temperaturbereich	-80°C bis +1.600°C	-80°C bis +2.000°C
Temperierung	ohne Temperierung für Raumtemperatur-Versuche Temperierkammer Hochtemperatur-Ofen Induktionserwärmungssystem	ohne Temperierung für Raumtemperatur-Versuche Temperierkammer Hochtemperatur-Ofen Induktionserwärmungssystem Vakuum- und Inertgaskammern
Anwendungsbeispiele	Dehngeschwindigkeitsgeregelte Versuche, Zug-, Druck- und Biegeversuche Metall, Feuerfestmaterialien, Keramik, Graphit, Glas	Dehngeschwindigkeitsgeregelte Versuche, Zug-, Druck- und Biegeversuche Metall, Feuerfestmaterialien, Keramik, Graphit, Glas
Typische Normen	ISO 6892-1 Methode A1 “Closed loop” ISO 6892-2 Methode A1 “Closed loop” ASTM E21 DIN EN 2002-002	ISO 6892-1 Methode A1 “Closed loop” ISO 6892-2 Methode A1 “Closed loop” ASTM E21 DIN EN 2002-002
Anzahl Kameras	2	1
Messbereich	max. 120 mm	max. 32 mm
Genauigkeitsklasse nach EN ISO 9513	0,5	0,5
Laserlicht	Grün	Grün und Blau

Sie möchten mehr über unsere Laser-Extensometer für die Hochtemperaturprüfung erfahren?

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Einsatzgebiete eines Laser-Extensometers in der Hochtemperaturprüfung

Laserextensometer mit Hochtemperatur-Ofen für Prüfungen bis +1.200°C

laserXtens für Standard HT-Prüfungen

Das laserXtens in Kombination mit einem Hochtemperatur-Ofen ermöglicht zuverlässige Hochtemperaturprüfungen bis +1.200°C in Luft.

Laserextensometer für hohe Probendurchsätze in Kombination mit zwei Öfen

laserXtens für hohe Probendurchsätze

Das laserXtens ist ideal für den Einsatz mit mehreren Öfen und Karuselllösungen mit bis zu 6 Öfen. Für die Dehnungsmessung hier ist nur ein laserXtens ausreichend!

Laserextensometer mit Kurzofen ermöglicht die Dehnungsmessung an Flachproben bis +1.400°C, die außerhalb des Ofens gespannt werden.

laserXtens für großen Temperaturbereich

Das Laser-Extensometer kann durch den anpassbaren Tunnel mit unterschiedlichen Hochtemperatur-Öfen wie z.B. einem Kurzofen bis +1.400°C kombiniert werden.

Das Laserextensometer kann automatisiert werden und ist so für den Einsatz in einer Hot-Cell geeignet.

laserXtens für Hot-Cell Anwendung

Das laserXtens kann automatisiert werden und mit einem Klick in testXpert in den Prüfraum ein- und ausgeschwenkt werden. So kann es auch in kritischen Umgebungen wie z.B. einer Hot-Cell eingesetzt werden.

Laserextensometer mit Vakuumkammer für Prüfungen bis +2.200°C

laserXtens für ultra-hohe Temperaturen

Das Laser-Extensometer kann mit unterschiedlichen Vakuumkammern kombiniert werden und misst die Dehnung an der Probe in Vakuum- und Inertgasatmosphäre bis zu +2.000°C.

Laserextensometer sind ideal für die Dehnungsmessung an Miniproben ab 1,5 mm Anfangsmesslänge

laserXtens für Miniproben

Mit dem Laserextensometer werden Miniproben mit einer Messlänge ab 1,5 mm mit höchster Präzision in Raum- als auch Hochtemperatur geprüft.

Funktionserweiterungen zum Laser-Extensometer

Mit verschiedenen Funktionserweiterungen kann der Einsatzbereich des Laser-Extensometers in der Hochtemperaturprüfung vergrößert werden. Mit den diversen Funktionen wie z.B. der Dehnungsverteilung, Breitenänderung, Test Re-Run, etc. können Sie noch mehr aus Ihrer Dehnungsmessung herausholen.

Dehnungsverteilung: Jede Probe wird gültig

Ein Bruch außerhalb der Messlänge verursacht Kosten und zusätzlichen Zeitaufwand für Probenvorbereitung und erneute Prüfung. Das lässt sich mit der Option Dehnungsverteilung verhindern.

Die Prüfsoftware testXpert legt während des Versuchs automatisch die Messlänge symmetrisch um die Bruchposition.

Auch der Workaround, den die ISO 6892-1 im Anhang I bietet, um Brüche außerhalb der Messlänge zu validieren, wird hier mühelos per Software aktiviert, Berechnung und Validierung nach Normvorgaben laufen automatisch und in Echtzeit ab. Kein manuelles Ausmessen und Neuberechnen der Probe wie bisher nötig.

Mit der Dehnungsverteilung ist der Bruch innerhalb der Messlänge und kann ausgewertet werden

Dehnungsverteilung: der Bruch ist innerhalb der Messlänge und kann ausgewertet werden

Bruch außerhalb der Messlänge: Die Prüfung ist ungültig

Ohne Dehnungsverteilung: der Bruch ist außerhalb der Messlänge, die Prüfung ist ungültig

Test Re-Run: Neu berechnen statt neu prüfen

Mit dem Test Re-Run kann die Prüfung mit einer geänderten Ausgangsmesslänge virtuell wiederholt und neu berechnet werden. Sie sparen sich die Zeit für Probenvorbereitung und Prüfung und können an ein- und demselben Probekörper unterschiedliche Auswertungen fahren.

Die Prüfsoftware zeichnet während der Prüfung eine Bilderserie auf. Anhand dieser können Sie später Größe und Position der Ausgangsmesslänge nach Wunsch ändern. Mit einem Klick startet die Neukalkulation, und alle Kennwerte werden auf Basis der neuen Messlänge neu berechnet. Jede Neuberechnung wird separat dargestellt, so sind Vergleiche einfach und übersichtlich.

Ungültige Proben nach der Prüfung gültig machen, Ausgangsmesslänge in Größe oder Position ändern: videoXtens Test ReRun

Per Drag & Drop wird die Messlänge anhand der Bildaufzeichnungen um den Bruch positioniert und die Prüfung neu ausgewertet

2D-Punktematrix

Diese Option erlaubt die zweidimensionale Messung von Punkten, die mit einem Auswertefeld als Teilmuster aus dem durch Laserlicht erzeugten Gesamtmuster ausgewählt werden. Durch die Verschiebungsmessung zwischen den Feldern ist es möglich, lokale Dehnungen und Inhomogenitäten der Probe unter Last zu ermitteln. Als Messwerte stehen sowohl die X- und Y-Koordinaten als auch die Distanzen zwischen den Punkten zur Verfügung.

Bis zu 100 Messpunkte in beliebiger Anordnung oder in Matrizenform können vermessen werden. Die Darstellung in testXpert III ist auf 15 Kanäle begrenzt.

Diese Option misst nur über eine Kamera, d. h. eventuell vorhandene weitere Kameras werden vorher abgeschaltet.

Mit der 2D-Punktematrix des Laser-Extensometers können bis zu 100 Messpunkte in belieber Anordnung gesetzt und so die lokale Dehnung ermittelt werden.

Das Laser-Extensometer erfasst hier 16 lokale Dehnungen

Messung der Breitenänderung / Querdehnung

Mit dieser Option kann biaxial gemessen werden: Gleichzeitig zur Längsdehnung können Querdehnungen erfasst werden, zum Beispiel die Breitenänderung. Alternativ kann natürlich auch die Breitenänderung allein erfasst werden.

Für die Messung von Querdehnungen stehen zwei Varianten zur Verfügung:

Messung direkt an der Probenkante ohne zusätzliche Markierung (notwendig zur Bestimmung des r-Wertes). Für diese Variante ist eine Rücklichtlampe erforderlich.
Lokale Messung auf der Probenoberfläche über Mustererkennung

Die Breitenänderungsmessung des laserXtens ermöglicht zusätzlich zur Messung der Längsdehnung die Querdehnungsmessung - mit dieser Option kann biaxial gemessen werden

Die Messung der Breitenänderung / Querdehnung erfolgt hier über die Mustererkennung auf der Probenoberfläche

Messung der Durchbiegung

Auch bei Biegeversuchen kann das Laser-Extensometer eingesetzt werden. Je nach Art des Versuches und/oder der Probenbeschaffenheit stehen mehrere Möglichkeiten der Messung der Durchbiegung der Probe zur Verfügung:

Messung mit Laserlicht auf der Probe (Mustererkennung)
Messung der Durchbiegung in Prüfachse

Das laserXtens kann für die Biegeprüfung eingesetzt werden und misst diese beispielsweise über Mustererkennung auf der Probe.ung auf der Probe

Das laserXtens misst die Durchbiegung der Probe über die Mustererkennung auf der Probe

Laserextensometer mit zwei Kameras für den Temperaturbereich von -80°C bis zu +1.600°C

laserXtens 2-120 HP/TZ

Laserextensometer mit zwei Kameras für den Temperaturbereich von -80°C bis zu +2.000°C

laserXtens 1-32 HP/TZ

Vorteile & Merkmale

Prüfen ohne Probenmarkierung

Durch seine einzigartige Technologie benötigt der laserXtens keine Probenmarkierungen.
Sie sparen viel Zeit und damit Kosten, insbesondere bei hohem Probendurchsatz.
Bei Optionen, die mehrere Messpunkte oder ganze Probenflächen erfassen fällt der Vorteil besonders ins Gewicht.
Einfacher Einsatz in Temperierkammern, wo das Anbringen von Messmarken durch die Umgebungsbedingungen sehr schwierig sein kann.
Ideal in automatisierten Anlagen, da keine manuelle Probenvorbereitung notwendig ist.

Einfache Bedienung

Manipulationsgeschützt: Die Gehäuse der Komplettsysteme werden mit Schraubensicherungslack versiegelt, an den Objektiven kann nichts verstellt werden. Eine wichtige Voraussetzung für sichere Prüfergebnisse.
Simple Ausrichtung auf die Probe: Durch die Anbindung an die Traverse wird das laserXtens mittig zu den Messmarken ausgerichtet. Das geht sehr schnell, durch die einfache Höhenverstellung. (nicht beim laserXtens 1-15 HP).
Kompensation von unterschiedlichen Probendicken und Prüfung von Scherproben.
Verschleißfreies System, und somit wartungsarm. Die Systeme weisen zudem eine sehr hohe Lebensdauer auf.

Hohe Genauigkeit

Hochgenau bis ins Detail

Das laserXtens verfügt über eine hohe Präzision im Mikro und Makro-Messbereich.
ZwickRoell Extensometer übertreffen die Normanforderungen und werden im gesamten Messbereich nach ISO 9513 in Genauigkeitsklasse 0,5 kalibriert.
Kalibrierung in Genauigkeitsklasse 0,5 nach ISO 9513 mit erstem Kalibrierpunkt bereits ab 20 μm.
Industrietaugliche Kameras und hochwertige Objektive mit geringer Verzeichnung.
Es können Proben ab 1 mm Breite/Durchmesser geprüft werden. Nach Vorprüfungen eventuell auch kleinere Proben.
Im Gegensatz zu berührenden Aufnehmern oder reinen Videolösungen kann der laserXtens mit hoher Genauigkeit auch Dehnungen an kurzen Proben mit Messlängen ab 3 mm messen.
Anbau des laserXtens mit schwingungsarmen, stabilen Haltearmen.
Gehäuse schützt vor Schmutz und Staub, sowie ungewollter Dejustage der Komponenten.
Exakte Synchronisierung aller Messkanäle.
Ein Tunnel minimiert Umgebungseinflüsse, wie z.B. Luftverwirbelungen

Automatische Mittenzentrierung

Durch die automatische Mittenzentrierung erhöhen wir den Messweg und die Messgenauigkeit

Mit der Anbindung an die Traverse wird der laserXtens mit halber Traversengeschwindigkeit mitgeführt, so bleibt der Prüfungsvorgang automatisch im Fokus und der Messbereich wird optimal ausgenutzt.
Dadurch ergibt sich auch eine erhöhte Messgenauigkeit des Systems, da die Messmarken im Bild weniger wandern und in der (genaueren) Mitte des Objektivs erfasst werden.

Software Optionen

Test Re-Run

Das optionale Test Re-Run-Modul ermöglicht anhand einer Bilderserie, die während eines Versuches aufgezeichnet wurde, die nachträgliche Neukalkulation der Dehnung unter Verwendung einer anderen Ausgangsmesslänge (sofern mehrere Markierungen vorhanden sind). Dies kann von besonderem Vorteil sein, wenn es z. B. in der Bauteilprüfung darum geht, lokale Dehnungen an unterschiedlichen Stellen auszuwerten, oder wenn im Standard-Zugversuch die Einschnürung der Probe außerhalb der ursprünglichen Ausgangsmesslänge eingetreten ist.

Über die Prüfsoftware testXpert kann die neu kalkulierte Dehnung selbstverständlich mit den anderen Messwerten im Nachhinein synchronisiert werden.

Dehnungsverteilung

Die Option Dehnungsverteilung ermöglicht die Bestimmung von lokalen Dehnungen an mehreren Messstellen entlang der Messlänge der Probe. Diese sind als Kanäle in testXpert verfügbar. Bis zu 16 Messstellen werden automatisch erkannt und während der Prüfung ausgewertet. Ferner kann durch diese Option eine Symmetrierung der Anfangsmessläge um die Einschnürung automatisch in Echtzeit erfolgen (nach ISO 6892-1, Anhang I).

Video Capturing

Das videoCapturing ist eine Aufnahme der Prüfung (ohne nachträgliche Neukalkulation). Die Aufnahme ist mit der Messkurve synchronisiert und ermöglicht so eine nachträgliche Betrachtung zur Prüfung. Die Option beinhaltet keine Hardware, da die Aufnahme und die Synchronisierung vollständig über das videoXtens System erfolgen.

2D-Punktematrix

Diese Option erlaubt die zweidimensionale Vermessung von Punkten, die auf einer ebenen Probenfläche aufgebracht wurden. Dadurch ist es möglich, lokale Dehnungen und Inhomogenitäten der Probe unter Last zu ermitteln. Als Messwerte stehen sowohl die X- und Y-Koordinaten als auch die Distanzen zwischen den Punkten zur Verfügung.

Bis zu 100 Messpunkte in beliebiger Anordnung oder in Matrizenform können vermessen werden. Die Darstellung in testXpert III ist auf 15 Kanäle begrenzt.

Diese Option misst nur über eine Kamera, d. h. eventuell vorhandene weitere Kameras werden vorher abgeschaltet.

Option zweite Messachse

Für die Messung von Querdehnungen stehen zwei Varianten zur Verfügung:

Messung direkt an der Probenkante ohne zusätzliche Markierung (notwendig zur Bestimmung des r-Wertes). Für diese Variante ist eine Rücklichtlampe erforderlich.
Messung auf der Probenfläche mit punktförmiger Markierung oder durch Aufsprühen eines Musters. Für diese Variante wird die Probe mit einer Auflichtlampe beleuchtet.

Messung der Durchbiegung

Auch bei Biegeversuchen kann der videoXtens eingesetzt werden. Je nach Art des Versuches und/oder der Probenbeschaffenheit stehen mehrere Möglichkeiten der Messung der Durchbiegung der Probe zur Verfügung:

Messung mit Auflicht über Markierungen auf der Probe
Messung mit Rücklicht an der Probenunterkante
Messung der Durchbiegung in Prüfachse oder der polynomialen Approximation der Krümmung

Maximale Durchbiegung, die gemessen werden kann: Beim videoXtens entspricht die maximale Durchbiegung dem FOV, beim videoXtens Array 1/3 des Gesamt-FOV (hier wird die Durchbiegung nur mit einer Kamera gemessen).

Produktinformation: laserXtens 2-120 HP/TZ PDF 2 MB
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Produktinformation: laserXtens 1-32 HP/TZ PDF 2 MB
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