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- 【品質管理向け】デジタルシュリーレンシステム(DSS)
デジタルシュリーレンシステム
検査装置、ムラ検出
見 えないものを 可視化 する
デジタルシュリーレンシステムとは
デジタルシュリーレンシステム(DSS)とは 画像計測法の一種で、空間の微妙な屈折率の変化を 可視化することが可能です。
熱、圧力、ガス等の 透明で可視化しずらい現象を可視化することが出来ます。
製造プロセスの中でも「乾燥工程」「ガス注入工程」「材料攪拌工程」の可視化などに使用されています。
お悩み①通常のカメラや光源等使用している検査装置、計測機器では可視化(検出)出来ない現象がある。
温度差
加熱、冷却、乾燥等様々な製造工程では熱を利用しています。 その現象は空間中であるためサーモグラフィー等で可視化することは困難です。 DSSは空間中の熱分布による屈折率変化を可視化することが可能です。
計測例:ドライヤー
水槽にドライヤーを吹きかけ、内部で循環している様子が観察できます。また、DSS画像を再度解析し平均ベクトル(流れの方向と速さ)を算出し表示しています。計測例:ヒートガン
ヒートガンの噴射の様子を可視化しています。 高速度カメラ(1000fps)を使用し、連続性の 高い可視化画像となっています。計測例:ホットプレート
ホットプレートから温められた空気が 上昇する様子を可視化しています。可視化サイズ(720x420㎜)
計測例:湯沸し器
湯沸し器から立ち上る湯気を可視化しています。
ガス
材料製造時の乾燥揮発工程、ガス充填工程などはガスが透明な場合可視化することが困難です。
DSSではガスによる屈折率変化を可視化することが可能です。
計測例:メタンガス
メタンガスがチューブから 吐出される様子を可視化しています。計測例:接着剤の乾燥
接着剤が乾燥するときに発生する ガスを可視化しています。 発生個所にガスが留まっている 様子が観察できます。計測例:炭酸ガス
炭酸飲料の開封時に漏れだす炭酸ガス を可視化しています。異物・変質
材料の製造工程において材料中に品質異常(ムラや変質等)が起こることがあります。
その異常部分が透明な場合、可視化することは困難です。
DSSでは異常部分が周囲と屈折率が異なる場合、異常部分を可視化することが可能です。
計測例:消臭ビーズ 溶け出し
透明な消臭ビーズを水の中に 落下させた状況を可視化しています。 溶剤が溶け出す様子が観察できます。計測例:消臭ビーズ 攪拌
透明な消臭ビーズを水の中に 落下させ、攪拌する状況を可視化しています。 ビーズが攪拌されながら、溶剤が溶け出す様子 が観察できます。圧力差
スプレー等微小な空間に高速で流れを発生させた場合、周囲との圧力差が発生しますが、その状況を可視化することは困難です。
DSSでは圧力差による屈折率の変化を可視化することが 可能です。
計測例:ダスター
ダスターからのガス噴射の様子を可視化しています。噴射圧力が高い為、噴射直後に圧力波による模様が観察できます。
お悩み②大まかな流れの可視化をレーザーやシーディングなしで簡単に行いたい。
お悩み②
大まかな流れの可視化をレーザーやシーディングなしで簡単に行いたい。
流れ場計測
お悩み①のような様々な屈折率差が発生する現象が連続的に変化している場合、DSSの可視化結果を解析することにより、大まかな流れ場を計測することが可能です。
メリットとしてはレーザーシートやシーディングを使用する必要ない事です。
デメリットとしては計測空間全体の大まかな流れ解析になってしまい、局所の細かい流れの精度は高くありません。
計測例:ホットプレート
ホットプレートから温められた空気が 上昇する様子を可視化しています。
可視化サイズ(720x420㎜)
計測例:ホットプレート 流れ解析
左のデータを流れ解析したベクトル図です。
計測例:ドライヤー 流れ解析
水槽にドライヤーを吹きかけ、内部で循環 している様子が観察できます。 また、DSS画像を再度解析し平均ベクトル (流れの方向と速さ)を算出し表示しています。
お悩み③光学式シュリーレンを使用しているが、より簡便により広い範囲で使用したい。
お悩み③
光学式シュリーレンを使用しているが、より簡便により広い範囲で使用したい。
難しい光軸調整は必要ありません
光学式シュリーレン装置は平行光を利用するためにミラーやレンズを複数使用します。
その場合、光軸調整が難しかったり、計測視野がミラーやレンズの大きさに制限され広範囲での計測が困難でした。
DSSはカメラ、カメラレンズ、専用背景、解析ソフトウエアのみの構成で難しい光軸調整は一切必要ありません。
また、専用背景も大型化が容易で1m角を超える計測が可能です。
計測例:ホットプレート
ホットプレートから温められた空気が 上昇する様子を可視化しています。
可視化サイズ(720x420㎜)
計測例:ホットプレート 流れ解析
手からの発熱による上昇気流を 可視化しています。
計測例:吐息
人間の吐息が観察できます。 可視化サイズ(800x800㎜)
システム構成
- 各種カメラ(高解像度カメラ、高解像度高速度カメラ)
- 専用背景
- 専用解析ソフトウエア
- 専用背景作成ソフトウエア
- コントロールPC
デジタルシュリーレンシステムは複雑な装置構成や光学調整を必要とせずに、容易に広範囲のシュリーレン画像が撮影できる画期的なシステムです。