DE102004041671A1 - Coating spray monitor, for hot and cold spraying of coatings, has digital camera aligned at illuminated section of particle/droplet flight path to give images for display and processing/evaluation - Google Patents

Coating spray monitor, for hot and cold spraying of coatings, has digital camera aligned at illuminated section of particle/droplet flight path to give images for display and processing/evaluation Download PDF

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Jochen Dr. Zierhut
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Abstract

To monitor the quality of sprayed coatings, a digital camera (6) provides images of the in-flight particles or droplets for display and to be processed or evaluated by a computer program. The particle/droplet flight path (4) from the spray (2) is lit by a lamp (10) wholly or partially, with the camera field of view (12) aligned at an illuminated measurement zone (14) in the light beam (8). The illumination time is set to give an assembly of particles/droplets in the image.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von Spritzprozessen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a method for monitoring injection processes according to the preamble of claim 1.

Aus dem Artikel "Correlations Between In-Flight Particle Concentrations and Coating Properties in Atmospheric Plasma Spraying of Alumina", Thermal Spray: Practical Solutions for Engineering Problems, C.C. Berndt (ed.), Published by ASM International, Materials Park, Ohio-USA, 1996, Seiten 525 – 530 ist es bekannt, Partikel mit einer Hochgeschwindigkeitskamera aufzunehmen und die Bilder darzustellen. Auf dem Bildschirm erscheinen dann die einzelnen Partikel als kleine verschwommene, durch ihre Fluggeschwindigkeit in die Länge gezogenen Ellipsen.Out the article "Correlations Between In-Flight Particle Concentrations and Coating Properties in Atmospheric Plasma Spraying of Alumina ", Thermal Spray: Practical Solutions for Engineering Problems, C.C. Berndt (ed.), Published by ASM International, Materials Park, Ohio-USA, 1996, pages 525-530 it is known particles record with a high-speed camera and display the pictures. On the screen then the individual particles appear as small blurred, dragged by their speed of flight Ellipses.

Die DE 198 20 195 A1 offenbart ein Verfahren zur Erzeugung einer Spritzschicht auf der Oberfläche eines Substrats, wobei ein an- oder aufgeschmolzener Zusatzwerkstoff unter Einsatz eines Gases auf die zu beschichtende Oberfläche eines Substrats geleitet wird. Mittels einer digitalen Kamera wird zumindest ein die Qualität der Spritzschicht beeinflussendes Merkmal des thermischen Spritzprozesses erfasst, kontrolliert und/oder überwacht. Als Digitalkamera kommen dabei sowohl digitale Bildkameras als auch digitale Videokameras zur Anwendung. Bei dem in der DE 198 20 195 A1 geschriebenen Verfahren handelt es sich um ein sog. Particle-Flux-Imaging (PFI) Verfahren. Dieses erlaubt eine in-situ Diagnostik von Plasmaspritzvorgängen.The DE 198 20 195 A1 discloses a method for producing a sprayed layer on the surface of a substrate, wherein a premelted or reflowed filler material is passed onto the surface of a substrate to be coated using a gas. By means of a digital camera, at least one feature of the thermal spraying process influencing the quality of the sprayed layer is detected, monitored and / or monitored. As a digital camera thereby both digital image cameras and digital video cameras are used. In the in the DE 198 20 195 A1 written procedure is a so-called Particle Flux Imaging (PFI) method. This allows for in-situ diagnostics of plasma spraying processes.

Die DE 199 10 892 A1 beschreibt ein ähnliches Verfahren, bei dem dann aber die Bilder mittels rechnerischer Überarbeitung und/oder Verfremdung einem oder mehreren symmetrischen geometrischen Flächenkörpern zugeordnet werden. Die symmetrischen geometrischen Flächenkörper können anhand von für die jeweilige geometrische Form charakteristischen Merkmalen als Datensätze erfasst werden und über diese Datensätze kann die Qualitätsdiagnose erfolgen. Bevorzugt werden als symmetrische geometrische Flächenkörper Ellipsen eingesetzt. Die Erfindung gewährleistet die Qualitätssicherung über eine Diagnostik, welche auf verhältnismäßig geringen Datenmengen basiert ist.The DE 199 10 892 A1 describes a similar method in which, however, the images are then assigned by means of computational revision and / or alienation to one or more symmetrical geometric surface bodies. The symmetrical geometric surface bodies can be detected as data records based on characteristics characteristic of the respective geometric shape, and the quality diagnosis can be made via these data records. Preferably, ellipses are used as symmetrical geometric surface bodies. The invention ensures quality assurance via diagnostics, which is based on relatively small amounts of data.

Aus der DE 102 03 884 A1 ist eine spektroskopische Auswertung von Bilddaten fliegender Partikel bekannt.From the DE 102 03 884 A1 is a spectroscopic evaluation of image data of flying particles known.

Aus der EP 837 305 A1 ist ebenfalls die rechnerische Auswertung von Bildern fliegender Partikel bei Spritzprozessen bekannt.From the EP 837 305 A1 is also the arithmetic evaluation of images of flying particles in spray processes known.

Aus der DE 100 25 161 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen von plasmagespritzten Schichten bekannt, bei dem eine Online-Kontrolle und Steuerung durchgeführt wird. Dabei wird mittels eines Laser-Doppler-Anemometers die Geschwindigkeit der Partikel ermittelt. Ebenso wird vorgeschlagen, mittels eines Hochgeschwindigkeitspyrometers die Partikeltemperatur zu erfassen. Weiterhin wird die Online-Kontrolle durch Ermittlung der Partikeltemperatur mittels Infrarot-Thermographie vorgeschlagen. Betrachtet werden dort stets einzelne Teilchen oder sehr kleine Messvolumina und deren Eigenschaften. Dies gelingt durch Verwendung von Belichtungszeiten in der Größenordnung von nsec.From the DE 100 25 161 A1 For example, a method of making plasma-sprayed layers is known in which on-line control and control is performed. The speed of the particles is determined by means of a laser Doppler anemometer. It is also proposed to detect the particle temperature by means of a high-speed pyrometer. Furthermore, the online control is proposed by determining the particle temperature by means of infrared thermography. Individual particles or very small measuring volumes and their properties are always considered there. This is achieved by using exposure times on the order of nsec.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Überwachungssystem für die Qualität gespritzter Schichten vorzuschlagen, welches auch beim Verspritzen kalter Teilchen oder Tröpfchen funktioniert.task The invention is a monitoring system for the quality to suggest sprayed layers, which also during spraying cold particles or droplets works.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ausführungen der Erfindung sind Gegenstände von Unteransprüchen.These The object is achieved by a Method with the features of claim 1. Embodiments The invention is objects of dependent claims.

Erfindungsgemäß ist eine Beleuchtung vorgesehen, die die Gesamtheit oder Teile der Flugbahn der Teilchen oder Tröpfchen beleuchtet. Gleichzeitig ist eine Kamera vorgesehen, die die beleuchteten Bereiche aufnimmt und davon digitale Bilder erstellt. Erfindungsgemäß werden durch die relativ lange Belichtungszeit nicht einzelne Partikel, sondern ein ganzer Schwarm oder ein Ensemble von Teilchen oder Tröpfchen aufgenommen und abgebildet. Dieses Bild wird dann dargestellt oder durch eine rechnerische Auswertung weiter verarbeitet. Stets werden die Eigenschaften einer Vielzahl von Teilchen oder Tröpfchen aufgenommen. Durch die längeren Belichtungszeiten gegenüber dem Stand der Technik werden so zeitliche und räumliche Mittelungen der. Eigenschaften der Teilchen gemessen. Das digitale Bild ist keine Abbildung einzelner Teilchen, sondern stets eine Abbildung eines fliegenden Schwarmes, der durch die Reflektion des Lichtes an vielen Teilchen über ein Stück ihres Flugweges hinweg erzeugt wurde.According to the invention is a Lighting provided the whole or parts of the trajectory of the Particles or droplets illuminated. At the same time a camera is provided, which illuminates the areas takes and creates digital images of it. According to the invention due to the relatively long exposure time not individual particles, but a whole swarm or an ensemble of particles or droplets added and pictured. This image is then displayed or by a further processed computational evaluation. Always the properties a variety of particles or droplets added. By the longer Exposure times In the prior art, temporal and spatial averaging of the. properties the particle measured. The digital image is not a picture of a single one Particles, but always a picture of a flying swarm, the by the reflection of the light on many particles over Piece of her Flight path was created across.

Mit der erfindungsgemäßen Beleuchtung gelingt es, alle Partikel oder Tröpfchenstrahlen zu erfassen, insbesondere auch solche, die aufgrund ihrer niedrigen Temperatur nicht selbstleuchtend sind. Die bisher auf heiße Partikel beschränkten Verfahren – insbesondere der DE 198 20 195 oder der DE 199 10 892 – lassen sich so auch auf das Kaltgasspritzen oder auf Partikel mit Raumtemperatur – oder sogar auf kältere Partikel – ausweiten. Erfindungsgemäß ist stets eine Beleuchtung vorgesehen, die den Schwarm der Partikel oder Tröpfchen beleuchtet und eine Kamera, die auf diesen Bereich gerichtet ist, und die Bilder aufnimmt. Sie werden dann dargestellt oder in bevorzugten Ausführungen auch ausgewertet.With the illumination according to the invention, it is possible to detect all particles or droplet jets, in particular also those which are not self-luminous due to their low temperature. The previously limited to hot particles process - especially the DE 198 20 195 or the DE 199 10 892 - can also be extended to cold gas spraying or to particles with room temperature - or even colder particles. According to the invention, an illumination is always provided which illuminates the swarm of particles or droplets and a camera which is directed to this area, and receives the images. They are then presented or evaluated in preferred embodiments.

Als Beleuchtungsquellen können ein oder mehrere handelsübliche Beleuchtungen gewählt werden, wobei sich Laser besonders bewährt haben. Die Laserstrahlen können punkt-, linien- oder auch flächenförmig sein, wobei dazu ein breiterer Lichtstrahl oder ein aufgeweiteter Laserstrahl eingesetzt wird. Das Messvolumen sollte größer als 1 cm3 sein, wodurch sich eine Projektionsfläche ergibt, die im Bereich von 1 cm2 liegt. Dieser Bereich wird von der Kamera aufgenommen. Bevorzugt ist eine linienförmige Beleuchtung, die quer durch den Spritzstrahl oder in einem schrägen Winkel durch den Spritzstrahl gelegt wird. Die Kamera nimmt dann, je nach Standort einen Punkt oder eine Linie auf. Anhand der Lage der Linie oder der Länge der Linie kann auf die Partikelgeschwindigkeit oder auf die Teilchendichte geschlossen werden. Als Lichtquellen bevorzugt sind Laser, die im Dauerstrichmodus arbeiten. Die Wellenlängen sind bevorzugt im optischen Bereich, also zwischen 400 und 800 nm, wobei jedoch auch Licht im Ultravioletten oder im Infrarot verwendet werden kann. Entscheidend ist, dass die Kamera im gleichen Wellenlängenbereich arbeitet.As sources of illumination, one or more commercial lighting can be selected, with lasers have proven particularly useful. The laser beams may be point, line or even planar, with a wider light beam or a widened laser beam is used for this purpose. The measurement volume should be greater than 1 cm 3 , resulting in a projection area that is in the range of 1 cm 2 . This area is recorded by the camera. Preferably, a line-shaped illumination, which is placed across the spray jet or at an oblique angle through the spray jet. The camera then picks up a point or a line, depending on the location. Based on the position of the line or the length of the line can be closed on the particle velocity or on the particle density. Preferred light sources are lasers which operate in continuous wave mode. The wavelengths are preferably in the optical range, ie between 400 and 800 nm, but also light in the ultraviolet or in the infrared can be used. The decisive factor is that the camera works in the same wavelength range.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind mehrere Beleuchtungsstrahlen vorgesehen, insbesondere zwei Beleuchtungsstrahlen, die den Partikel- oder Tröpfchenstrahl in unterschiedlicher Entfernung vom Düsenausgang beleuchten. Dadurch entstehen zwei oder mehrere Bilder, durch deren Vergleich wiederum auf Eigenschaften des fliegenden verspritzenden Mediums geschlossen werden kann.In a preferred embodiment The invention provides a plurality of illumination beams, in particular two illuminating beams, which are the particle or droplet beam illuminate at different distances from the nozzle outlet. Thereby create two or more images, by comparing them again closed on properties of the flying splashing medium can be.

Der oder die Beleuchtungsstrahlen können horizontal oder vertikal zum Spritzstrahl angebracht sein, wobei alle möglichen Winkel zwischen den Spritzstrahlen und den Beleuchtungsstrahlen sowie der Kamera möglich sind. Die Winkeleinstellungen der Kamera und der Strahlungsquelle zum Partikelstrahl sind im weiten Umfang frei wählbar, sie können im spitzen oder im stumpfen Winkel zueinander stehen, wobei jedoch vermieden werden sollte, dass die Kamera direkt in die Lichtquelle blickt. Alle anderen Anordnungen sind möglich, solange das von den Partikeln oder Tröpfchen reflektierte Licht die Kamera erreicht.Of the or the illumination beams can be horizontal or be mounted vertically to the spray jet, with all possible Angle between the spray jets and the illumination beams as well as the camera possible are. The angle settings of the camera and the radiation source to the particle beam are widely selectable, they can in pointed or at an obtuse angle to each other, but where It should be avoided that the camera is directly in the light source looks. All other arrangements are possible as long as that of the particles or droplets reflected light reaches the camera.

Die Erfindung lässt sich nicht nur beim Plasmaspritzen, beim thermischen Spritzen oder beim Kaltgasspritzen verwenden, sondern ist ebenso für andere Strahlprozesse (wie z.B. das Strahlen mit Sandpartikeln, mit Glaspartikeln, mit Korundpartikeln oder mit CO2-Pelets) geeignet. Die Partikel oder Tröpfchen können Flüssigkeiten sein, Halbflüssigkeiten, Pasten, schmelzflüssiges Gut, Lösungen, Dispers ionen oder Suspensionen. Als partikelförmiges Gut können Pulver, Körner, Kerne, Fasern oder Späne verwendet werden. Die Überwachung von Lackierprozessen ist ebenso möglich wie die von Pulverbeschichtungsprozessen, da auch die kalten Partikel und Tröpfchen von der erfindungsgemäßen Beleuchtung "sichtbar" gemacht werden.The invention can be used not only in plasma spraying, thermal spraying or cold gas spraying, but is also suitable for other blasting processes (such as blasting with sand particles, with glass particles, with corundum particles or with CO 2 pellets). The particles or droplets may be liquids, semi-liquids, pastes, molten material, solutions, dispersions or suspensions. As a particulate material, powders, grains, cores, fibers or chips can be used. The monitoring of painting processes is just as possible as that of powder coating processes, since the cold particles and droplets are also "made visible" by the illumination according to the invention.

Die erzeugten digitalen Bilder können dargestellt werden und zeigen dem Fachmann bereits deutlich die Qualität der Spritzstrahlen. In einer bevorzugten Ausführung kann die von den Lichtquellen reflektierte oder absorbierte Strahlung auch als Signal erfasst werden und analog dem in der DE 199 10 892 A1 beschriebenen Verfahren mittels geometrischer Figuren ausgewertet werden. Den Bildern werden dann rechnerisch Ellipsen, Kreise, Dreiecke, Parallelogramme oder ähnliche geometrische Figuren eingesetzt und diese Figuren automatisch ausgewertet. In den Bildern kann mittels rechnerischer Überarbeitung und/oder Verfremdung mindestens ein Bereich gleicher Intensität und/oder mindestens ein Bereich innerhalb eines bestimmten Intensitätsintervalls einem oder mehreren symmetrischen geometrischen Flächenkörpern zugeordnet werden. Dabei werden der oder die symmetrischen geometrischen Flächenkörper anhand von für die jeweilige geometrische Form charakteristischen Merkmalen als Datensatz oder Datensätze erfasst. Über diese Datensatz oder über diese Datensätze kann zumindest ein die Qualität der Spritzschicht beeinflussendes Merkmal des Spritzprozessen kontrolliert und/oder überwacht werden.The generated digital images can be displayed and already clearly show the expert the quality of the spray jets. In a preferred embodiment, the reflected or absorbed by the light sources radiation can also be detected as a signal and analogous to that in the DE 199 10 892 A1 described methods are evaluated by means of geometric figures. The images are then computationally ellipses, circles, triangles, parallelograms or similar geometric figures used and these figures are evaluated automatically. In the images, at least one region of equal intensity and / or at least one region within a certain intensity interval can be assigned to one or more symmetrical geometric surface bodies by means of computational revision and / or alienation. In this case, the symmetrical geometric surface or bodies are detected as data sets or data sets on the basis of features characteristic of the respective geometric shape. At least one feature of the injection processes influencing the quality of the sprayed layer can be monitored and / or monitored via this data record or via these data records.

Als Ergebnisgrößen können auch hier die Position der geometrischen Figur sowie ihre Kenngrößen, wie die Halbachsenlängen, die Seiten- oder Kantenlängen, die Durchmesser und ähnliche Maße ermittelt, berechnet, angezeigt oder anderweitig ausgewertet werden.When Result sizes can also here the position of the geometrical figure as well as their characteristics, like the half-axis lengths, the side or edge lengths, the diameters and the like Measures are determined calculated, displayed or otherwise evaluated.

Prozessveränderungen im gespritzten Strahl werden durch die resultierenden Formveränderungen der einbeschriebenen geometrischen Figuren automatisch sichtbar.process changes in the sprayed jet are due to the resulting shape changes the inscribed geometric figures automatically visible.

Die Belichtungszeiten der Einzelbilder können je nach Beleuchtungsquelle von 0,5 ms bis zu einigen Sekunden, bevorzugt im Bereich von 0,5 ms bis 2 s reichen, wobei sich durch die relativ lange Belichtungszeit ein hoher Integrationsfaktor sowohl über die Zeit als auch über den Raum ergibt. Ausgenommen sind Hochgeschwindigkeitsfotos, die im Bereich von 3 bis 5 μs oder kürzer liegen, da diese nur einzelne Partikel zeigen, nicht aber die Gesamtheit des Schwarmes.The Exposure times of the frames may vary depending on the illumination source from 0.5 ms to a few seconds, preferably in the range of 0.5 ms to 2 s, which is due to the relatively long exposure time a high integration factor both over time and over Room results. Exempted are high-speed photos taken in the Range of 3 to 5 μs or shorter lie, as these show only individual particles, but not the entirety of the Swarm.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figur zeigt eine Spritzpistole oder eine Strahlquelle 2, die aus ihrer Düse einen Spritzstrahl 4 von Teilchen oder Tröpfchen auf ein nicht gezeigtes Substrat spritzt. Diese Anordnung entspricht einer handelsüblichen Anlage zum thermischen Spritzen, zum Kaltgasspritzen, zum Lackieren oder zum Pulverbeschichten. Um nun die erfindungsgemäßen Qualitätskontrollen durchführen zu können, ist eine Beleuchtungsquelle 10 vorgesehen, deren Strahlbereich 12 den Messbereich 14 der fliegenden Teilchen beleuchtet. Dieser Messbereich 14 wird von einer Digitalkamera 6 aufgenommen, die ebenfalls neben dem Spritzstrahl 4 angeordnet ist, und mit ihrem Betrachtungsbereich 8 direkt auf die fliegenden Teilchen, insbesondere auf den beleuchteten Messbereich 14, gerichtet ist. Diese Kamera 6 nimmt nun einen beleuchteten Streifen auf, dessen Lage im Raum, dessen Länge und dessen Intensität Angaben über die Teilchen- oder Tröpfchendichte, die Geschwindigkeit und über die Position der fliegenden Teilchen oder Tröpfchen macht. Verschiebt sich beispielsweise auf dem Bild der abgebildete Strahlbereich von links nach rechts, so kann daraus geschlossen werden, dass sich die Düse an ihrem linken Rand zugesetzt hat und die Partikel oder Tröpfchen dort nicht mehr wunschgemäß austreten können. Wird auf dem Bild der abgebildete Bereich 14 breiter, lässt sich darauf schließen, dass der gesamte Schwarm der Teilchen und Tröpfchen weiter nach außen gestreut wird, die Partikel- oder Tröpfchendichte insgesamt also niedriger wurde. Weicht der abgebildete Bereich 14 im Bild nach unten aus, lässt dies auf eine geringer werdende Geschwindigkeit der Teilchen oder Tröpfchen schließen.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. The figure shows a spray gun or a beam source 2 , which produces a spray jet from its nozzle 4 of particles or droplets chen splashes on a not shown substrate. This arrangement corresponds to a commercially available system for thermal spraying, cold spraying, painting or powder coating. In order to be able to carry out the quality controls according to the invention, there is an illumination source 10 provided, whose beam area 12 the measuring range 14 the flying particles illuminated. This measuring range 14 is from a digital camera 6 Also included next to the spray jet 4 is arranged, and with their viewing area 8th directly on the flying particles, in particular on the illuminated measuring range 14 , is directed. This camera 6 Now take a lighted strip whose position in space, its length and intensity make information about the particle or droplet density, the speed and the position of the flying particles or droplets. Shifts, for example, on the image of the imaged beam range from left to right, it can be concluded that the nozzle has added at its left edge and the particles or droplets can no longer emerge there as desired. Is the pictured area in the picture 14 Broader, it can be concluded that the entire swarm of particles and droplets is scattered further out, the particle or droplet density was therefore lower overall. Dodges the pictured area 14 Down in the image, this suggests a slower speed of the particles or droplets.

Claims (12)

Verfahren zur Überwachung der Qualität gespritzter Schichten, wobei mit einer digitalen Kamera (6) Bilder der fliegenden Teilchen oder Tröpfchen aufgenommen und dargestellt oder eventuell rechnerisch bearbeitet oder ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtheit oder Teile der Flugbahn der Teilchen oder Tröpfchen von einer Beleuchtungsquelle (10) beleuchtet werden, die Kamera (6) auf den beleuchteten Bereich (Messbereich 14) gerichtet ist und die Belichtungszeit so gewählt ist, dass ein Ensemble von Teilchen oder Tröpfchen abgebildet wird.Method for monitoring the quality of sprayed layers, using a digital camera ( 6 ) Images of the flying particles or droplets are recorded and displayed, or possibly processed or evaluated mathematically, characterized in that the entirety or parts of the trajectory of the particles or droplets from an illumination source ( 10 ), the camera ( 6 ) on the illuminated area (measuring range 14 ) and the exposure time is selected to image an ensemble of particles or droplets. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Belichtungszeit zwischen 0,5 ms und 5 s, bevorzugt zwischen 0,5 ms und 2 s liegt.Method according to claim 1, characterized in that that the exposure time between 0.5 ms and 5 s, preferably between 0.5 ms and 2 s. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine oder mehrere Beleuchtungsquellen (10), wie z.B. Laser, die den gesamten oder den Teilbereich des Partikel- oder Tröpfchenstrahls (4) beleuchtet.Method according to Claim 1 or 2, characterized by one or more illumination sources ( 10 ), such as lasers, which cover all or part of the particle or droplet beam ( 4 ) illuminated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsstrahlen den Partikel- oder Tröpfchenstrahl (4) in unterschiedlicher Entfernung vom Düsenausgang beleuchten.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the illumination beams the particle or droplet beam ( 4 ) at different distances from the nozzle outlet. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Beleuchtungsstrahlen horizontal, vertikal oder schräg zum Spritzstrahl (4) angeordnet sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the illumination beam or beams horizontally, vertically or obliquely to the spray jet ( 4 ) are arranged. Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Kaltgasspritzen, bei Strahlprozessen (Sand-, Glas-, Korund-, CO2-Pelets), bei Lackierprozessen oder Pulverbeschichtungsprozessen.Application of the method according to the invention in cold gas spraying, in blasting processes (sand, glass, corundum, CO 2 pellets), in painting processes or powder coating processes. Verfahren nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Bildern mittels rechnerischer Überarbeitung mindestens ein Bereich gleicher Intensität und/oder mindestens ein Bereich innerhalb eines bestimmten Intensitätsintervalls einem oder mehreren symmetrischen geometrischen Flächenkörpern zugeordnet wird und dass der oder die symmetrischen geometrischen Flächenkörper anhand von für die jeweilige geometrische Form charakteristischen Merkmalen als Datensatz oder Datensätze erfasst werden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that in the images by means of computational revision at least one region of equal intensity and / or at least one region within a certain intensity interval one or more assigned to symmetrical geometric surface bodies is and that the symmetric or the geometric surface body based from for the respective geometric shape characteristic features as Record or records be recorded. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als symmetrische geometrischen Flächenkörper Kreise, Quadrate, Rechtecke, Dreiecke, Parallelogramme und/oder bevorzugt Ellipsen eingesetzt werden.Method according to claim 7, characterized in that as symmetric geometric surface bodies circles, squares, rectangles, Triangles, parallelograms and / or ellipses preferably used become. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Ergebnisgröße die Position der geometrischen Figur und ihre Kenngrößen (wie Halbachsenlängen, Seitenlängen, Kantenlängen oder Durchmesser) ermittelt werden.Method according to claim 7 or 8, characterized that as a result the position of the geometric figure and its characteristics (such as half-axis lengths, side lengths, edge lengths or Diameter). Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Prozessveränderungen durch die resultierenden Formveränderungen der einbeschriebenen geometrischen Figuren sichtbar gemacht werden.Method according to one of claims 7 to 9, characterized that process changes by the resulting shape changes of inscribed geometric figures are made visible. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Messbereich (14) größer als 1 cm3 ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring range ( 14 ) is greater than 1 cm 3 . Vorrichtung zur Durchführung eines der Verfahren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Beleuchtungsquelle (10) und eine digitale Kamera (6), die auf einen sich überschneidenden Messbereich (14) des Spritzstrahls (4) gerichtet sind.Device for carrying out one of the methods of the preceding claims, characterized by a lighting source ( 10 ) and a digital camera ( 6 ), which is based on an overlapping measuring range ( 14 ) of the spray jet ( 4 ) are directed.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008104162A2 (en) 2007-03-01 2008-09-04 Mtu Aero Engines Gmbh Method for the production of an abradable spray coating
WO2012010673A1 (en) * 2010-07-21 2012-01-26 Messier-Bugatti-Dowty Method for anticipating the risk of defects in a coating deposited by thermal spraying
DE102013218611A1 (en) * 2013-09-17 2015-03-19 Peter Schiller Method and device for quality assurance in coating processes
DE102013223688A1 (en) * 2013-11-20 2015-05-21 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for the automated application of a spray coating
WO2016197208A1 (en) * 2015-06-11 2016-12-15 Effusiontech Pty Ltd Apparatus and a method for forming 3d objects
DE102016104134A1 (en) * 2015-11-10 2017-05-11 Polyplan-GmbH Polyurethan-Maschinen Method and arrangement for applying liquid or pasty substances
EP3456436A1 (en) * 2017-09-19 2019-03-20 SMS Group GmbH Inspection system and process for the monitoring of the functionnality of a spray nozzle in particular in a continuous casting machine
CN111889257A (en) * 2020-06-29 2020-11-06 武汉钢铁有限公司 Nozzle droplet particle size control method and device
FR3124589A1 (en) * 2021-06-28 2022-12-30 Exel Industries DROP ANALYSIS SYSTEM AND COATING INSTALLATION COMPRISING SUCH SYSTEM

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008104162A2 (en) 2007-03-01 2008-09-04 Mtu Aero Engines Gmbh Method for the production of an abradable spray coating
DE102007010049A1 (en) 2007-03-01 2008-09-04 Mtu Aero Engines Gmbh Abradable spray coating producing method for turbine engine, involves providing online process monitoring system for monitoring and regulating thermal spraying process, and calculating process parameter based on specific relationship
WO2012010673A1 (en) * 2010-07-21 2012-01-26 Messier-Bugatti-Dowty Method for anticipating the risk of defects in a coating deposited by thermal spraying
FR2963023A1 (en) * 2010-07-21 2012-01-27 Messier Dowty Sa METHOD FOR ANTICIPATING THE RISK OF DEFECTS IN A THERMALLY PROJECTED COATING
DE102013218611A1 (en) * 2013-09-17 2015-03-19 Peter Schiller Method and device for quality assurance in coating processes
DE102013223688A1 (en) * 2013-11-20 2015-05-21 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for the automated application of a spray coating
CN107709612A (en) * 2015-06-11 2018-02-16 易福仁科技私人有限公司 For forming the apparatus and method of 3D objects
WO2016197208A1 (en) * 2015-06-11 2016-12-15 Effusiontech Pty Ltd Apparatus and a method for forming 3d objects
CN107709612B (en) * 2015-06-11 2020-05-05 易福仁科技私人有限公司 Apparatus and method for forming 3D objects
US11642686B2 (en) 2015-06-11 2023-05-09 Effusiontech Ip Pty. Ltd. Apparatus and a method for forming 3D objects
DE102016104134A1 (en) * 2015-11-10 2017-05-11 Polyplan-GmbH Polyurethan-Maschinen Method and arrangement for applying liquid or pasty substances
EP3456436A1 (en) * 2017-09-19 2019-03-20 SMS Group GmbH Inspection system and process for the monitoring of the functionnality of a spray nozzle in particular in a continuous casting machine
CN111889257A (en) * 2020-06-29 2020-11-06 武汉钢铁有限公司 Nozzle droplet particle size control method and device
FR3124589A1 (en) * 2021-06-28 2022-12-30 Exel Industries DROP ANALYSIS SYSTEM AND COATING INSTALLATION COMPRISING SUCH SYSTEM
EP4112183A1 (en) * 2021-06-28 2023-01-04 Exel Industries System for analysing drops and coating facility comprising such a system
US11896985B2 (en) 2021-06-28 2024-02-13 Exel Industries System for analysing drops and coating installation comprising such a system

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