Erfassen von Öl- und Fettfilmen sowie Kühlschmierstoffen
Eine saubere Oberfläche vor dem Nitrieren ist wesentlich für ein reproduzierbares und erfolgreiches Nitrieren. Eine Möglichkeit, die Sauberkeit von Oberflächen zu bewerten, bietet die Fluoreszenz.
Das in [1,2] vorgestellte mobile Messgerät erfasst die Schmutzschicht durch deren Fluoreszenz, die von einer LED mit Licht im ultravioletten Bereich angeregt wird. Eine Photodiode im Sensorkopf misst die Intensität der durch die Fluoreszenz emittierten Strahlung.
Je höher die gemessene Intensität der Fluoreszenz ist, desto stärker ist der Schmutzfilm bzw. geringer ist die angezeigte Sauberkeit. Fluoreszenz ist eine spezielle Form der Lumineszenz. Angeregt wird die Fluoreszenz durch Strahlung im ultravioletten Bereich. Elektronen fluoreszierender Moleküle absorbieren dabei Photonen und gelangen auf ein höheres Energieniveau (siehe Bild 1).
Bild 1 Prinzip der Fluoreszenz
Dieser angeregte Zustand ist energetisch instabil. Die Elektronen kehren unmittelbar in den Grundzustand zurück, wobei die aufgenommene Energie wieder frei gesetzt wird. Dabei kommt es zur Emission von Fluoreszenzlicht. Da ein Teil der Energie in Wärme umgewandelt wird, ist die ausgesendete Strahlung energieärmer und hat damit eine längere Wellenlänge.
Organische Stoffe, die UV-Licht ausgesetzt werden, zeigen eine starke Eigenfluoreszenz. Das ermöglicht das Erfassen von Öl- und Fettfilmen sowie Kühlschmierstoffen. Weiterhin können damit definierte Wachs- und Korrosionsschutzschichten nachgewiesen werden.
Bild 2 zeigt die Intensität der Fluoreszenz in Abhängigkeit deren Wellenlänge für einen Kühlschmierstoff. Die Anregung erfolgte bei einer Wellenlänge von 365 nm. Mit dieser Anregungswellenlänge und einer Auswertewellenlänge von 460 nm können die eine Vielzahl von Verunreinigungen erfasst werden.
Bild 2 Intensität der Fluoreszenz in Abhängigkeit der Wellenlänge bei einer Anregunggsstrahlung mit 365 nm Wellenlänge für einen Kühlschmierstoff
Das Messverfahren erfasst Verschmutzungen auf beliebig geformten Oberflächen von nicht bzw. schwach fluoreszierenden Werkstoffen und in Flüssigkeiten.
Quellen:
[1] Zeynep Balci, Rudolf Bergmann, Daniel Schümann: Schnelle und einfach Sauberkeitskontrolle. JOT Spezial Industrielle Teilereinigung 1.2008
[2] Jürg Aeberli, Robert Gnos, Lothar Schulze, Daniel Schümann: Absolut sauber bei null Fluoreszenz. JOT 01.2008
