I-Scan: druk- en drukverdeling meten met folie

Om het profiel van krachten en drukken tussen twee oppervlakken te meten, is het I-scan Pressure Mapping System van Tekscan ontwikkeld. Deze gepatenteerde technologie maakt gebruik van een gelamineerde mylar-film (een zeer robuust polyester) waarin een matrix van meer dan 2000 drukgevoelige sensoren is geplaatst. De sensorfolie is bijzonder dun (0,1 mm) en toch zeer sterk. Meetbereiken lopen vanaf enkele gram tot 175 MPa. Omdat de sensor zo dun is, hoeft de constructie vaak niet aangepast te worden, terwijl de sensoren direct gegevens over de kracht/drukverdeling over een bepaald oppervlak leveren. Op deze manier kunnen er metingen worden gedaan worden die met geen enkele andere sensor mogelijk zouden zijn. Zelfs de kleinste loadcell is al vele malen dikker en groter in diameter. Bijkomend voordeel is dat de foliesensor niet kan worden overbelast. Zelfs als deze bijvoorbeeld met 100 maal meer druk of kracht wordt belast, komt deze weer gewoon terug in zijn bereik – dit in tegenstelling tot loadcellen die vaak bij een overbelasting van meer 150 procent kapot gaan of een offset vertonen.

Het systeem bestaat uit drie delen, te weten: sensor, scanning-elektronica en software. De sensor zet de uitgeoefende druk om in een weerstandsverandering (door middel van de drukgevoelige inkt die zich tussen de 2 lagen mylar-film en zilver-elektroden bevindt). Deze sensoren zijn standaard al in ongeveer 200 verschillende vormen verkrijgbaar, maar kunnen desgewenst ook in klantspecifieke vorm geproduceerd worden. Het standaard temperatuurbereik is -40…65 °C, maar er zijn ook speciale uitvoeringen die een temperatuur tot 200 °C verdragen. De scanning-elektronica met USB-aansluiting verzamelt de analoge data van de sensor en zet deze om in een digitaal signaal. Als laatste laat de software in real-time de data zien voor het sensorgebied en stelt de gebruiker in staat om de kracht, druk, drukgebied en tijdsduur te bekijken.

Deze I-Scan-software (voor Windows 7,8 en 10) voor PC’s, laptops en tablets, biedt de mogelijkheid om sensordata op te slaan, weer te geven en te analyseren in 2D- of 3D-formaat. Er kan zowel real-time worden gemeten als in de event-modus, waarna de data afgespeeld wordt in video-modus voor gedetailleerde analyse. De standaardsnelheid is 100 Hz; snellere data-acquisitie tot 20.000 Hz is mogelijk voor impact-studies en crashtests. De geregistreerde data kan als een grafiek van druk tegen tijd enzovoort worden uitgelezen en is direct beschikbaar voor verwerking in Excel, MatLab enzovoort. Men kan optioneel ook live camerabeelden, zowel highspeed als normaal, binnenhalen en tonen in het programma.

Belangrijke industriële toepassingen vindt men bij het afstellen van walsen, walsrollen, printers en persen, de fabricage van matrijzen, controleren van geslepen oppervlakken, werking van pakkingen en afsluitrubbers, remmen, ruitenwissers, voor crashtest- en impact-studies, air-bag vervorming, ergonomisch ontwerpen van zitplaatsen, grip, bedden, in de medische techniek enzovoort.

Uiteraard laat AE Sensors deze techniek en dit systeem zien op de WoTS 2018 in Utrecht van 2 tot en met 5 oktober in hal 11 E026.