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Lieferantenverzeichnis: Laseroptische Dichtheitsprüfung

 

Lexikon: Laseroptische Dichtheitsprüfung

Synonyme: Laser-Lecktest, Fotoakustischer Prüfgasnachweis

Laseroptische Dichtheitsprüfung, Laser-Lecktest

Quelle: GEMTEC Laseroptische Systeme GmbH

Definition

Die Laser-Dichtheitsprüfung ist ein fotoakustisches Verfahren zur automatisierten Dichtheitsprüfung und Leckortung. Der Prüfling wird mit einem Prüfgas beaufschlagt und das austretende Gas mit Hilfe eines Lasers detektiert, dessen Wellenlänge auf das Prüfgas abgestimmt ist. Die vom Laserstrahl angeregten Testgasmoleküle geben die aufgenommene Energie als Wärmeimpulse wieder an die Umgebung ab, was Druckschwankungen bewirkt, die sich mit einem hochempfindlichen Mikrophon messen lassen. Mit dem Laser-Verfahren lässt sich die integrale Dichtheitsprüfung bis zu Grenzleckraten von 10-7 mbar l/s realisieren. Zur Lecklokalisierung wird zusätzlich auch eine Schnüffelsonde in der Anlage installiert. Die Prüfung ist unter Atmosphärendruck oder im Vakuum möglich und wird in einer Testkammer durchgeführt.

Funktionsprinzip

Die Laser-Dichtheitsprüfung basiert auf dem Grundprinzip, aus dem Prüfvolumen austretendes oder in das Prüfvolumen eindringendes Prüfgas zu detektieren. Das laseroptische Verfahren beruht auf einem fotoakustischen Effekt, bei dem mittels Laserstrahl angeregte Testgasmoleküle die aufgenommene Energie als Wärmeimpulse wieder an die Umgebung abgeben. Diese Wärmeimpulse lassen sich als Druckschwankungen mit einem hochempfindlichen Mikrophon messen und damit das Austreten des Testgases erkennen. Als Testgas kommt üblicherweise das Halogen Schwefelhexafluorid (SF6), Argon (Ar) oder Äthylen (C2H4) in reiner oder mit Stickstoff verdünnter Form zum Einsatz. Neben dem Testgas werden auch andere Moleküle angeregt, die jedoch eine unterschiedliche Charakteristik aufweisen.
Die Laser-Dichtheitsprüfung wird zur integralen Dichtheitsprüfung oder zur Lecklokalisierung eingesetzt.
Zur integralen Prüfung wird das gekapselte Prüfvolumen mit dem Testgas bis zu einem definierten Druck befüllt. Anschließend wird die Umgebungsluft zwischen Prüfobjekt und Glocke kontinuierlich durch eine Nachweiskammer hindurch abgesaugt, durch die ein Laserstrahl geleitet wird. Durch ein Leck ausgetretenes Testgas wird so im Gasstrom nachgewiesen.
Bei der lokalisierenden Prüfung wird das mit dem Testgas gefüllte Prüfobjekt mit dem Laserstrahl nach Leckagen abgescannt oder durch eine Schnüffelsonde abgesaugt. Ein hochempfindliches Mikrophon registriert das optisch angeregte Testgas und lokalisiert so anhand der Laserstrahlposition das Leck.
Ein Vakuum unterstützt durch die höhere Ausbreitungsgeschwindigkeit des Testgases eine geringe Taktzeit und erhöht die Nachweissicherheit bei Bauteilen mit komplizierter Geometrie und Sacklöchern, bei denen das Testgas nicht frei abströmen kann. Ein Vakuum ist für die Prüfung jedoch grundsätzlich nicht erforderlich.

Einsatzbereich

Laseroptische Gasnachweissysteme dienen zur integrale Dichtheitsprüfung und Leckortung in der Fertigungsumgebung und bieten eine hohe Nachweisempfindlichkeit auch bei rauen Umgebungsbedingungen. Das Verfahren eignet sich zur Erkennung kleinster Leckraten in einem sehr weiten Druckbereich und ist unabhängig gegenüber elastisch verformbaren Bauteilen und thermischen Einflüssen. Die laseroptische Dichtheitsprüfung ermöglicht Anwendungen, wenn pneumatische Verfahren nicht mehr einsetzbar sind oder Leckstellen berührungslos detektiert werden sollen. Typische Prüflinge sind Kfz-Komponenten wie Tanks, Sensoren, Verteilerleisten oder Ventile, Getriebe- und Pumpengehäuse, Öl- und Wasserkühler oder Gasarmaturen. Typische Anwenderbranchen sind z. B. die Automobilzuliefer- und Automobilindustrie oder die Klima- und Kältetechnik.