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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung
der Brandgefahr eines Werkstoffes.
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Werkstoffe
sind Festkörper, wie etwa Metalle oder Kunststoffe. Werkstoffe,
insbesondere Kunststoffe, bilden Bestandteile von elektrotechnischen Einrichtungen.
Beispielsweise werden Kunststoffe als Isolierung für elektrische
Leitungen verwendet. In den elektrotechnischen Einrichtungen können
die Werkstoffe einer übermäßigen thermischen
Beanspruchung durch elektrische Vorgänge ausgesetzt sein.
Beispielsweise führt ein Stromfluss durch eine Kupferleitung
zu einer Erwärmung des Kupfers, wodurch auch die die Kupferleitung
umgebende Isolierung aus Kunststoff erwärmt wird. Ferner
können unter bestimmten Bedingungen, wenn z. B. durch eine Leitung
ein Fehlerstrom fließt und dadurch Bauelemente überlastet
werden und fehlerhafte Verbindungen entstehen, bestimmte Bestandteile
einer elektrotechnischen Einrichtung eine Temperatur erreichen, die
ausreicht, Teile in ihrer Nachbarschaft zu entzünden.
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Bei
dem Einsatz von Werkstoffen in elektrotechnischen Einrichtungen
sollten daher die Brandeigenschaften der eingesetzten Werkstoffe
bekannt sein, um zu verhindern, dass sich solche elektrotechnischen
Einrichtungen relativ leicht entzünden.
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Die
Normen EN 60695-2-10, -12, -13 legen Prüfverfahren
fest, um die Wirkung der thermischen Beanspruchung nachzubilden,
die durch Wärmequellen wie glühende Teile oder
kurzzeitig überlastete elektrische Widerstände
in elektrotechnischen Einrichtungen erzeugt werden kann, und um
durch ein Nachbildungsverfahren die Brandgefahr von Werkstoffen
beurteilen zu können.
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Insbesondere
wird in der Norm EN 606952-10 eine Glühdrahtprüfeinrichtung
festgelegt, mittels derer die Überprüfung der
verschiedenen Werkstoffe zu erfolgen hat.
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Nach
dieser Norm weist die Glühdrahtprüfeinrichtung
einen Glühdraht auf, welcher aus einer Schleife aus Widerstandsdraht
besteht, der elektrisch auf eine festgelegte Temperatur aufgeheizt wird.
Die Spitze des Glühdrahts wird für eine festgelegte
Zeit mit dem Prüfling aus dem Werkstoff in Berührung
gebracht und es werden eine Reihe von Beobachtungen und Messungen
durchgeführt, die vom besonderen Prüfverfahren,
wie in der Norm EN 60695-2-12 oder in der Norm EN
60695-2-13 beschrieben, abhängig sind.
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Die
Norm EN 60695-2-12 legt die Einzelheiten für
die Prüfung mit dem Glühdraht fest, die als Entflammbarkeitsprüfung
zur Bestimmung der Glühdrahtentflammbarkeitszahl (GWFI)
an Prüflingen aus festem elektrischen Isolierstoffen oder
anderen festen Werkstoffen ausgeführt wird. Die Prüfergebnisse ermöglichen
einen relativen Vergleich verschiedener Werkstoffe hinsichtlich
ihrer Fähigkeiten, Flammen nach Entfernen des erhitzten
Glühdrahts zum Erlöschen zu bringen, sowie ihre
Fähigkeit, keine brennenden oder glühenden Teilchen
zu erzeugen, die zu einer Brandausbreitung auf einer unter ihnen
angeordneten festgelegten Unterlage aus Seidenpapier führen
kann.
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Die
Norm EN 60695-2-13 legt die Einzelheiten für
die Prüfung mit dem Glühdraht fest, die als Entzündbarkeitsprüfung
zur Bestimmung der Glühdrahtentzündungstemperatur
(GWIT) an Prüflingen aus festen elektrischen Isolierstoffen
oder anderen festen Werkstoffen ausgeführt wird. Die Prüfergebnisse
ermöglichen einen relativen Vergleich verschiedener Werkstoffe
durch Messung der Temperatur, bei der sich der Prüfling
während der Einwirkung des elektrisch erhitzten Glühdrahtes
als Zündquelle entzündet.
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Verfahren
zur Prüfung der Brandgefahr von Werkstoffen, wie sie z.
B. in den oben genannten europäischen Normen beschrieben
sind, werden nach dem Stand der Technik von Bedienpersonal durchgeführt,
die die in den Normen vorgeschriebenen Prozessschritte manuell ausführen.
Es ist jedoch klar, dass ein von Personen durchgeführtes
Prüfverfahren zur Beurteilung der Brandgefahr eines Werkstoffes auch
subjektiven, personenbedingten Einflüssen unterliegt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zur Prüfung
der Brandgefahr eines Werkstoffes anzugeben. Aufgabe der Erfindung ist
es auch, eine verbesserte Vorrichtung zur Prüfung der Brandgefahr
eines Werkstoffes anzugeben.
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Die
der Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben werden mit den Merkmalen
der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen
Patentansprüchen angegeben.
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In
einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Prüfung
der Brandgefahr eines Werkstoffes. Nach einer Ausführungsform
der Erfindung wird ein ebener Bereich der Oberfläche eines Prüflings
mit einem Glühdraht für eine vorgegebene Kontaktzeit
in Kontakt gebracht. Dabei besteht der Prüfling aus dem
zu prüfenden Werkstoff. Während der Kontaktzeit
wirkt eine Spitze des Glühdrahts in etwa auf die Mitte
des ebenen Bereichs ein und der Glühdraht ist zuvor auf
eine vorgegebene Temperatur erhitzt worden. In einem weiteren Verfahrensschritt
erfolgt die Bilddatenerfassung des Prüflings mit mindestens
einer ersten Kamera zumindest während der Prüfling
mit dem Glühdraht in Kontakt ist. Ferner erfolgt die Bildverarbeitung
der von dem Prüfling aufgenommenen Bilddaten, wobei gegebenenfalls
eine Entzündung des Prüflings durch den Glühdraht
detektiert wird. Dabei wird eine erste Zeitdauer ermittelt, wobei
die erste Zeitdauer der Zeitspanne zwischen dem Einwirken der Spitze
des Glühdrahts auf den Prüfling und der Entzündung
des Prüflings entspricht.
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Nach
dieser Ausführungsform werden zumindest in dem Zeitraum,
in dem der Prüfling mit dem Glühdraht in Kontakt
ist, Bilddaten mit der ersten Kamera vom Prüfling aufgenommen,
die von der Bildverarbeitung verarbeitet werden und zur Detektion
eines entflammten Prüflings dienen. Subjektive Einflüsse,
denen Bedienpersonen bei der Beurteilung, ob der Prüfling
sich entzündet hat oder nicht, treten daher nicht mehr
auf.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung wird die erste Zeitdauer
gespeichert. Ferner erfolgt die Bildverarbeitung der vom Prüfling
aufgenommenen Bilddaten, wobei gegebenenfalls nach einer zweiten
Zeitdauer ein Ende der Entzündung des Prüflings
detektiert wird, wobei die zweite Zeitdauer der Zeitspanne zwischen
dem Einwirken der Spitze des Glühdrahts auf den Prüfling
und dem Ende der Entzündung des Prüflings entspricht.
Gegebenenfalls wird auch die zweite Zeitdauer gespeichert.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung wird der Kontakt zwischen
dem Prüfling und dem Glühdraht nach Ablauf der
vorgegebenen Kontaktzeit beendet. Die Bilddatenerfassung des Prüflings
mit der mindestens ersten Kamera wird jedoch auch für eine
vorgegebene Beobachtungszeit nach Ablauf der Kontaktzeit fortgesetzt,
beispielsweise für 30 Sekunden, wie in der EN 60695-2-12 festgelegt.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung wird der entzündete
Prüfling entweder nach erfolgter Detektion der Entzündung
oder nach Ablauf der Beobachtungszeit gelöscht. Zum Löschen
des entzündeten Prüflings werden beispielsweise
Stickstoffdüsen verwendet, über die der entzündete
Prüfling mit Stickstoff angeblasen wird, was zu einer Erlöschung der
Entflammung führt. Der entzündete Prüfling
wird dabei mit Stickstoff über die Stickstoffdüsen
für eine vorgegebene und einstellbare Löschzeit
angeblasen.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung gilt der Prüfling
nur als entzündet, falls durch die Bildverarbeitung der
Bilddaten eine Entflammung des Prüflings für zumindest
eine vorgegebene Entflammungszeit detektiert wird.
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So
schreibt zum Beispiel die Norm EN 60695-2-13 vor,
dass die Entzündung mindestens für 5 Sekunden
sichtbar sein muss. Die Sichtbarkeit der Entzündung kann
dabei durch entsprechende Kriterien in der Bildverarbeitung festgelegt
sein. Die Verwendung der automatisierten Bildverarbeitung zur Ermittlung
der ersten Zeitdauer, die ein Maß für den Zeitpunkt
der Entflammung des Prüflings ist, und zur Ermittlung der
zweiten Zeitdauer, die ein Maß für das Erlöschen
der Entflammung des Prüflings ist, erlaubt daher auch die Überprüfung,
ob die Entzündung des Prüflings für zumindest
die vorgegebene Entflammungszeit bestanden hat. Damit kann dieses
Kriterium durch Verwendung der Bildverarbeitung sehr genau realisiert
werden, da subjektive Einflüsse keine Rolle mehr spielen.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung wird durch Bildverarbeitung
der Bilddaten des Prüflings detektiert, ob der Prüfling
bei Beendigung des Kontakts mit dem Glühdraht brennende
Fäden zieht und ob die brennenden Fäden den Prüfling
entzünden. Gegebenenfalls werden sodann die brennenden Fäden
am Glühdraht gelöscht. Die Möglichkeit,
Fäden zu erkennen, die sich beim Trennen des Prüflings
vom Glühdraht bilden, ist wichtig, da brennende Fäden
sich leichter am Glühdraht entzünden können als
der Prüfling an sich und diese brennenden Fäden den
Prüfling in Brand setzen können. Dies soll jedoch nicht
als Entzündung des Prüflings gewertet werden.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung wird der Glühdraht
mit einem Bürstensystem gereinigt. Die Reinigung des Glühdrahts
ist insbesondere dann wichtig, wenn sich Fäden am Glühdraht
gebildet haben, die durch die Reinigung entfernt werden.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung ward der Bereich des
Prüflings, an dem sich der Glühdraht befindet,
von der Bildverarbeitung nicht zur Ermittlung, ob der Prüfling
brennt, herangezogen. Insbesondere wird der Glühdraht aus
den aufgenommenen Bilddaten ausgeblendet. Somit wird mittels der
Bildverarbeitung außerhalb des Bereichs, in dem sich der
Glühdraht befindet, eine Entflammung des Prüflings
detektiert und die Wahrscheinlichkeit einer falschen Detektion aufgrund
dessen, dass fälschlicherweise der glühende Draht
als brennender Prüfling gewertet wird, vermieden.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung wird der von der Bildverarbeitung
detektierte Glühdraht als solcher erkannt. Daher wird nicht
irrtümlicherweise das Glühen des Drahts als brennender Prüfling
gewertet.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung werden die von einem
Prüfling aufgenommenen Bilddaten jeweils mit einem Referenzbild
des Prüflings verglichen, wobei Abweichungen in der Helligkeit zwischen
den Bilddaten und dem Referenzbild zur Detektion einer Entzündung
des Prüflings dienen. Beispielsweise kann es sich bei der
ersten Kamera um eine Schwarz-Weiß-Kamera handeln, mit
der ein Referenzbild des nicht entflammten Prüflings in
der Prüfposition unter den Lichtverhältnissen,
die bei der eigentlichen Prüfung herrschen, aufgenommen
worden ist. Für das Referenzbild kann somit eine integrale
Helligkeit bzw. die vom Referenzbild ausgehende Lichtstärke
gemessen werden. Der so ermittelte Sollwert wird sodann mit dem
Istwert der Helligkeit, der aus den aktuell aufgenommenen Bilddaten
des Prüflings ermittelten wird, verglichen. Weicht der
Istwert vom Sollwert mehr als ein vorgegebener Schwellwert ab, so
ist dies ein Indiz dafür, dass der Prüfling entzündet
ist. Der Schwellwert hängt von dem verwendeten Kamerasystem,
der Probe und von der Umgebungshelligkeit ab. Der Schwellwert wird
bevorzugt experimentell bestimmt. Dazu wird der integrale Helligkeitswert
einer nicht entflammten Probe (Referenz) und der integrale Helligkeitswert
einer entflammten Probe anhand der aufgenommen Bilder einer nicht entflammten
und einer entflammten Probe bestimmt. Der Schwellwert liegt oberhalb
des Wertes der integralen Helligkeit der nicht entflammten Probe
und unterhalb des Wertes der integralen Helligkeit der entflammten
Probe. Als Schwellwert kann zum Beispiel der geometrische oder der
arithmetische Mittelwert aus den Werten der integralen Helligkeit
für die nicht entflammte und für die entflammte
Probe verwendet werden.
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Die
Messung der integralen Helligkeit und der Vergleich zwischen Soll-
und Istwert hat dabei den Vorteil, dass hierzu relativ wenig Rechenleistung notwendig
ist und damit die Detektion der Entzündung des Prüflings
im Wesentlichen in Echtzeit möglich ist.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung werden die vom Prüfling
aufgenommenen Bilddaten mit einem Referenzbild des Prüflings
verglichen und eine Entzündung des Prüflings wird
detektiert, wenn die Farben von zumindest Teilen des Prüflings
in Bezug zu den Farben der entsprechenden Teile im Referenzbild
verschieden sind.
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Bei
der mindestens ersten Kamera handelt es sich beispielsweise um eine
Farbkamera, so dass die Bilddaten des Prüflings Farbinformationen
für jeden aufgenommenen Pixel aufweisen. Das Referenzbild
kann beispielsweise von einem nicht entzündeten Prüfling
desselben Werkstoffs und mit denselben geometrischen Abmessungen
und bei denselben Lichtverhältnissen, die bei der Prüfung
der Brandgefahr des Prüflings herrschen, gemacht worden
sein. Durch Vergleich der Farben der vom Prüfling aufgenommenen
Bilddaten mit den entsprechenden Farben im Referenzbild kann daher
eine Entzündung des Prüflings detektiert werden.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung wird für jeden
Pixel in den vom Prüfling aufgenommenen Bilddaten die Farbe
mit der Farbe des entsprechenden Pixels im Referenzbild verglichen.
Weicht die Farbe des Pixels in den Bilddaten von der Farbe des Pixels
im Referenzbild ab, so ist dies ein Indiz dafür, dass sich
der Prüfling an der dem Pixel entsprechenden Stelle entzündet
hat.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung werden die zusammenhängenden
Pixel in den aufgenommenen Bilddaten, von denen die Farbe mit den entsprechenden
Pixeln im Referenzbild abweicht, dazu verwendet, um entzündete
Teile des Prüflings zu detektieren. Indem also ein zusammenhängender Bereich
von Pixeln in seiner Farbe von den entsprechenden Pixeln im Referenzbild
abweicht, kann der Bereich des Prüflings, der entzündet
ist, detektiert werden.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung wird die Farbe für
jeden Pixel der Bilddaten gemäß dem RGB-Farbmodell
oder nach dem CMYK-Farbmodell ermittelt. Beispielsweise werden für
jeden Pixel drei Farbwerte nach dem RGB-Modell ermittelt. Der erste
Farbwert gibt den Anteil von Rot, der zweite Farbwert gibt den Anteil
von Grün und der dritte Farbwert gibt den Anteil von Blau
in der Farbe wieder. Die Farbe des Pixels in den Bilddaten wird
mit der entsprechenden Farbe des entsprechenden Pixels im Referenzbild
verglichen, indem zumindest einer der Farbwerte mit dem entsprechenden
Farbwert der Farbe im Referenzbild verglichen wird. Weichen die beiden
Farbwerte mehr als ein vorgegebener Schwellwert voneinander ab,
so wird dies als Indiz dafür angesehen, dass der Prüfling
an der dem Pixel entsprechenden Stelle entzündet ist. Der
Schwellwert hängt von dem verwendeten Kamerasystem, der
Probe und den Umgebungsbedingungen wie z. B. der Beleuchtung ab.
Der Schwellwert wird bevorzugt experimentell bestimmt. Dazu wird
der Farbwert einer nicht entzündeten Probe (Referenz) und
der Farbwert einer entzündeten Probe anhand der aufgenommen
Bilder einer nicht entzündeten und einer entzündeten
Probe bestimmt. Der Schwellwert liegt zwischen dem Farbwert der
nicht entzündeten Probe und der entzündeten Probe.
Als Schwellwert kann zum Beispiel der geometrische oder der arithmetische
Mittelwert aus den Farbwerten für die nicht entzündete
und für die entzündete Probe verwendet werden.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung wird ferner die Höhe
der Flammen des entzündeten Prüflings durch die
Bildverarbeitung der vom entzündeten Prüfling
aufgenommenen Bilder ermittelt. Ferner wird die Höhe der
Flammen abgespeichert.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung werden die von dem
Prüfling aufgenommenen Bilddaten mit einem Referenzbild
des Prüflings verglichen. Das Referenzbild weist eine Messskala
auf, wobei die Höhe der Flammen des entzündeten
Prüflings mittels der Messskala ermittelt wird. Der Bereich,
in dem der Prüfling entzündet ist bzw. der Bereich,
in dem der Prüfling Flammen schlägt, kann über
die Bilddaten ermittelt werden durch Vergleich der aufgenommenen
Bilddaten mit einem Referenzbild, wie oben beschrieben.
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Nach
dieser Ausführungsform weist das Referenzbild ferner eine
Messskala auf, so dass mittels der Messskala die Höhe der
Flammen ermittelt werden kann.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung wird Seidenpapier in
einem Bereich positioniert, wobei oberhalb des Bereichs der Glühdraht
und der Prüfling in Kontakt treten. Ferner erfolgt die
Bilddatenerfassung des Seidenpapiers mit mindestens einer zweiten
Kamera zumindest während der Prüfling mit dem
Glühdraht in Kontakt ist. Ferner erfolgt die Bildverarbeitung
der von dem Seidenpapier aufgenommenen Bilddaten, wobei gegebenenfalls
eine Entzündung des Seidenpapiers detektiert wird, wobei eine
dritte Zeitdauer ermittelt wird, die der Zeitspanne zwischen dem
Einwirken der Spitze des Glühdrahts auf den Prüfling
und der Entzündung des Seidenpapiers entspricht. Gegebenenfalls
wird die dritte Zeitdauer abgespeichert und das entflammte Seidenpapier
gelöscht. Die dritte Zeitdauer dient zur Klassifizierung
des Prüflings bzw. des Werkstoffes, aus dem der Prüfling
besteht, nach der Norm EN 60695-2-13.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung werden der Prüfling
und der Glühdraht mit einer vorgegebenen Kraft gegeneinander
gedrückt. Beispielsweise ist der Glühdraht fix
und der Prüfling wird auf einem Schlitten in Richtung des
Glühdrahts gefahren. An dem Schlitten ist ein Kraftmesser
angeordnet, so dass die Kraft, mit der der Prüfling gegen
den Glühdraht gedrückt wird, entsprechend der
vorgegebenen Kraft eingestellt werden kann. Ferner kann der Kraftmesser
dazu verwendet werden, um den Startpunkt für die vorgegebene
Kontaktzeit auszulösen. Sobald die vorgegebene Kraft zwischen
dem Glühdraht und dem Prüfling wirkt, was durch
den Kraftmesser gemessen wird, beginnt die vorgegebene Kontaktzeit
zu laufen.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung wird ferner eine Durchdringungstiefe
des Glühdrahts durch den Prüfling ermittelt. Ferner
wird die Durchdringungstiefe gespeichert. Die Durchdringungstiefe lässt
sich beispielsweise dadurch ermitteln, dass an dem oben genannten
Schlitten Mittel zur Messung des zurückgelegten Weges angebracht
sind, die ab dem Zeitpunkt, ab dem und solange die vorgegebene Kraft
(1,0 N ± 0,2 N nach den oben angegebenen Normen) wirkt,
die zurückgelegte Wegstrecke erfassen, die der Durchdringungstiefe
des Glühdrahts durch den Prüfling entspricht.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung wird die Temperatur
des Glühdrahts auf die vorgegebene Temperatur geregelt,
bevor der Glühdraht in Kontakt mit dem Prüfling
kommt. Ferner wird die Temperaturregelung während des Kontakts
zwischen dem Glühdraht und dem Prüfling ausgeschaltet.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung wird die Temperatur
des Glühdrahts mit einem optischen Temperaturmesssystem
ermittelt. Die Verwendung eines optischen Temperatursystems zur
Messung der Temperatur des Glühdrahts hat den Vorteil, dass
damit eine schnelle und berührungslose Temperaturmessung
möglich ist. Wie bereits zuvor erwähnt, wird der
Glühdraht mittels Bürsten von am Glühdraht
verbleibenden Resten eines Prüflings gereinigt. Da das
optische Temperaturmesssystem nicht direkt mit dem Glühdraht
in Kontakt ist, wird das Temperaturmesssystem nicht durch den Reinigungsprozess
beschädigt oder verschlissen. Als Beispiel für
ein optisches Temperaturmesssystem sei ein Pyrometer genannt. Ferner
eignen sich andere Temperaturmesssysteme, die auf einer Messung
des Infrarotspektrums des von dem Glühdraht emittierten IR-Licht
basieren, zur Messung der Temperatur des Glühdrahts.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Vielzahl
von Prüflingen aus dem Werkstoff in einem Lager vorgehalten,
wobei jeweils ein Prüfling aus dem Lager entnommen und
dem Glühdraht zugeführt wird.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung erfolgen die Messung
der Dicke des Prüflings und die Speicherung der Dicke des
Prüflings, bevor der Prüfling mit dem Glühdraht
in Kontakt gebracht wird.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung sind die Prüflinge
scheiben- oder plattenförmig ausgebildet. Dies hat den
Vorteil, dass sich die Prüflinge besonders einfach von
dem Lager in eine Prüfvorrichtung, in der die Prüfung
der Brandgefahr der Prüflinge erfolgt, transportieren lassen,
da die Prüflinge aufgrund ihrer Geometrie besonders einfach
handhabbar sind. Zudem schreiben die oben genannten Normen vor,
dass die Prüflinge platten- oder scheibenförmig
ausgebildet sein sollen.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung wird zur Zuführung
des Prüflings zum Glühdraht eine Haltevorrichtung
verwendet, wobei der Prüfling mit horizontal ausgerichteter
Oberfläche von dem Lager kommend in der Haltevorrichtung
fixiert wird, wobei die Haltevorrichtung einen Kippmechanismus aufweist,
wobei durch den Kippmechanismus die Haltevorrichtung im Wesentlichen
um 90° kippbar ist und wobei durch das Kippen der Haltevorrichtung
die Oberfläche mit dem ebenen Bereich im Wesentlichen vertikal
ausgerichtet wird.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung ist die Haltevorrichtung
mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit fahrbar und/oder kippbar.
Bspw. ist die Haltevorrichtung mit einer Geschwindigkeit zwischen 10
und 25 mm/Sek. fahrbar, wie von den oben genannten Normen vorgesehen,
wenn der Prüfling zum Glühdraht hin bewegt wird.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung wird das Verfahren
für mehrere Prüflinge mit in der Norm EN
60695-2-12:2001 oder EN 60695-2-13:2001 vorgegebenen
Temperaturen für den Glühdraht durchgeführt,
wobei die Glühdrahtentflammbarkeitszahl nach EN
60695-2-12:2001 für die Prüflinge ermittelt
wird oder wobei die Glühdrahtentzündungstemperatur
nach EN 60695-2-13:2001 für die Prüflinge
ermittelt wird.
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In
einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt
mit computerausführbaren Instruktionen zur Durchführung
und zum Regeln von Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In
einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur
Prüfung der Brandgefahr eines Werkstoffes.
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Im
Weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Durchführung einer
Prüfung der Brandgefahr eines Werkstoffs,
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2 ein
Flussdiagramm, das Schritte des erfindungsgemäßen
Verfahrens wiedergibt,
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3 ein
Blockdiagramm einer Prüfvorrichtung,
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4 eine
Abbildung einer Ausführungsform einer Prüfkammer.
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1 zeigt
ein Blockdiagramm einer Vorrichtung 100 zur Durchführung
einer Prüfung der Brandgefahr eines Werkstoffes. Die Vorrichtung 100 weist
eine Prüfkammer 102 und ein Computersystem 104 auf.
Die Prüfkammer 102 weist einen Glühdraht 106 auf.
Der Glühdraht 106 wird von einer Halterung 108 gehalten,
die fest installiert ist. Der Glühdraht 106 ist
schleifenförmig, wie z. B. im Detail in der Europäischen
Norm EN 60695-2-10 beschrieben, ausgebildet, wobei
der Querschnitt der Glühdrahtschleife im Wesentlichen horizontal
ausgerichtet ist. Der Glühdraht 106 kann von einer
Glühdrahtheizung 110 auf eine vorgegebene Temperatur
erhitzt werden.
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Die
Prüfkammer 102 weist ferner eine Haltevorrichtung 112 auf.
Die Haltevorrichtung 112 ist längs der Pfeilrichtungen
mit einer bestimmten vorgegebenen und einstellbaren Geschwindigkeit
fahrbar. Die Haltevorrichtung 112 weist Fixierungsmittel 114 für
einen Prüfling 116 auf.
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Der
Prüfling 116 ist plattenförmig ausgebildet und
hat eine Oberfläche 118 mit einem ebenen Bereich.
Die Haltevorrichtung 112 ist so ausgebildet, dass der Prüfling 116 derart
an den Fixierungsmitteln 114 fixierbar ist, dass der ebene
Bereich der Oberfläche 118 in etwa mittig in Kontakt
gebracht werden kann mit der Spitze des Glühdrahts 106.
Dabei fährt die Haltevorrichtung 112 in Richtung
der Glühdrahtspitze und presst den Prüfling 116 mit
einer vorgegebenen Kraft, z. B. 1,0 N ± 0,2 N gegen den
Glühdraht. Zur Messung der Kraft, mit der Prüfling 116 gegen
die Glühdrahtspitze gedrückt wird, befindet sich
beispielsweise ein Kraft- und Wegmesssystem 120 im unteren
Bereich der Haltevorrichtung 112, das die Kraft misst.
Das Kraft- und Wegmesssystem 120 misst ferner den Weg,
den die Haltevorrichtung nach Kontakt mit dem Glühdraht 106 zurücklegt.
Dieser Weg entspricht der Durchdringung des Glühdrahts 106 durch
den Prüfling 116.
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Die
Prüfkammer 102 weist ferner die Kamerasysteme 122, 124 und 126 auf.
Das Kamerasystem 122 dient zur Erfassung des Glühdrahts 106.
Das Kamerasystem 124 dient zur Erfassung des Prüflings 116.
Das Kamerasystem 126 dient zur Erfassung von Seidenpapier 128,
das unterhalb des Bereiches, in dem der Glühdraht 106 und
der Prüfling 116 in Kontakt kommen, positioniert
ist.
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Das
Computersystem 104 weist einen Mikroprozessor 130,
einen Speicher 132, einen Bildschirm 134 und Schnittstellen 136 für
die Kamerasysteme 122, 124 und 126 auf.
Der Mikroprozessor 130 führt ein Computerprogramm 138 aus,
das zum Steuern und Regeln der im Folgenden beschriebenen Prozessabläufe
in der Prüfkammer 102 und zur Auswertung der in
der Prüfkammer experimentell gewonnenen Messergebnisse
verwendet wird.
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Wie
bereits zuvor erwähnt, kann die Haltevorrichtung 112 in
Richtung des Glühdrahts 106 gefahren werden. Bevor
jedoch der Prüfling 116 in Kontakt tritt mit dem
Glühdraht 106, wird die Haltevorrichtung 112 so
positioniert, dass sich der Prüfling 116 in einem
gewissen Abstand, z. B. 100 mm, entfernt vom Glühdraht 106 befindet.
Das Computerprogrammprodukt 138 steuert die Glühdrahtheizung 110 so,
dass diese den Glühdraht 106 auf eine vorgegebene
Temperatur 140, die auf dem Speicher 132 hinterlegt
ist, geheizt wird. Bei der Temperatur 140 handelt es sich beispielsweise
um eine der Prüftemperaturen, die in den Normen EN
60695-2-12 oder -13 angegeben ist (500°C, 550°C,
600°C, 650°C, 700°C, 750°C,
800°C, 850°C, 900°C, 960°C).
Die Temperatur 140 kann beispielsweise aus den in diesen
Normen vorgegebenen Werten derart ausgewählt werden, dass
sie an den Werkstoff, aus dem der Prüfling 116 besteht,
angepasst ist.
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Zur
Regelung der Temperatur 140 wird ferner das Kamerasystem 122 verwendet,
das Infrarotbilder des Glühdrahts an das Computersystem 104 liefert. Der
Glühdraht 106 besteht bspw. aus einer Nickel-Chrom-Verbindung,
für die das Infrarot-Spektrum als Funktion der Temperatur
bekannt ist. Das Computerprogrammprodukt 138 kann daher über
die von dem Kamerasystem 122 gelieferten Bilder der Glühdrahtschleife
das von dem beheizten Glühdraht 106 emittierte
IR-Spektrum ermitteln und anhand dessen die aktuelle Temperatur
des Glühdrahts 106 ermitteln. In Kenntnis der
aktuellen Temperatur des Glühdrahts 106 kann dann
die Glühdrahtheizung 110 entsprechend geregelt
werden.
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Bei
dem Kamerasystem 122 kann es sich um ein Pyrometer handeln,
das intern die Temperatur des Glühdrahts 106 ermittelt.
Bei dem Pyrometer kann es sich um ein Einfarben- oder Zweifarbenpyrometer
handeln. Der von dem Pyrometer gelieferte Istwert der Temperatur
kann somit in eine direkt in die Glühdrahtheizung 110 eingebaute
Regelungsstrecke eingegeben werden, über die die Temperatur
des Glühdrahts auf die Solltemperatur 140 geregelt
wird.
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Ferner
kann alternativ zum Kamerasystem 122 ein Thermoelementdraht,
der in einer Bohrung in der Glühdrahtspitze sitzt zur Temperaturmessung des
Glühdrahts 106 verwendet werden.
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Wenn
der Glühdraht 106 die erforderliche Temperatur 140 aufweist,
so wird die Glühdrahtheizung 110 abgeschaltet
und die Haltevorrichtung 112, wie oben beschrieben, in
Richtung des Glühdrahts 106 gefahren, bis der
Prüfling 116 in Kontakt ist mit der Spitze des
Glühdrahts 106. Das Computerprogrammprodukt 138 regelt
dabei die Position der Haltevorrichtung 112 derart, dass
der Kontakt zwischen dem Prüfling und dem Glühdraht
für maximal eine vorgegebene Kontaktzeit 142,
z. B. 30 Sekunden nach den oben genannten Normen, besteht. Die Kontaktzeit 142 ist
dabei auf dem Speicher 132 abgelegt. Wie bereits oben erwähnt,
befindet sich in der Haltevorrichtung 112 ein Kraft- und
Wegmesssystem 120, über das sichergestellt wird,
dass der Prüfling 116 mit einer vorgegebenen Kraft
(1 N) an den Glühdraht 106 gedrückt wird.
Der Zeitpunkt, ab dem die Kontaktzeit 142 zu laufen beginnt,
kann daher über den Zeitpunkt definiert werden, an dem
erstmalig der Prüfling 116 mit der vorgegebenen
Kraft an den Glühdraht 106 gedrückt wird.
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Zumindest
während der Zeit, während der der Prüfling 116 mit
dem Glühdraht 106 in Kontakt ist, liefert das
Kamerasystem 124 über eine der Schnittstellen 136 Bilddaten 144 des
Prüflings 116, die auf dem Bildschirm 134 dargestellt
werden.
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Das
Computerprogrammprodukt 138 verarbeitet die Bilddaten 144,
beispielsweise in Echtzeit, wodurch eine Entzündung des
Prüflings 116 durch den Glühdraht 106 detektiert
wird. Beispielsweise werden die Bilddaten 144 des Prüflings 116 mit
einer Referenz 146 verglichen, wobei die Referenz 146 ein Referenzbild 148 des
Prüflings 116 und eine Messskala 150 aufweist.
Das Referenzbild 148 des Prüflings 116 ist
beispielsweise ein Bild, das bei gleichartigen Lichtverhältnissen
vom Prüfling in der Prüfkammer 102 vom
Kamerasystem 124 aufgenommen wurde, ohne dass der Glühdraht 106 erhitzt
ist. Die Messskala 150 ist dabei bei der Aufnahme links
vom Prüfling positioniert gewesen.
-
Durch
die Bildverarbeitung der Bilddaten 144 kann das Computerprogrammprodukt 138 eine
Entzündung des Prüflings durch den Glühdraht
detektieren. Dazu wird z. B. die integrale Helligkeit des Prüflings 116 in
den Bilddaten mit der entsprechenden integralen Helligkeit des Referenzbildes
verglichen. Übersteigt die integrale Helligkeit des Prüflings
in den Bilddaten 144 die integrale Helligkeit des Referenzbildes
mehr als ein vorgegebener Schwellwert, so ist dies ein Indiz, dass
der Prüfling 116 sich entzündet hat.
In diesem Falle reicht es aus, wenn es sich bei dem Kamerasystem 124 um
eine Schwarz-Weiß-Kamera handelt. Der Schwellwert hängt
von dem verwendeten Kamerasystem, der Probe und von der Umgebungshelligkeit
ab. Der Schwellwert wird bevorzugt experimentell bestimmt. Dazu
wird der integrale Helligkeitswert einer nicht entzündeten
Probe (Referenz) und der integrale Helligkeitswert einer entzündeten
Probe anhand der aufgenommen Bilder einer nicht entzündeten
und einer entzündeten Probe bestimmt. Der Schwellwert liegt
oberhalb des Wertes der integralen Helligkeit der nicht entzündeten
Probe und unterhalb des Wertes der integralen Helligkeit der entzündeten
Probe. Als Schwellwert kann zum Beispiel der geometrische oder der
arithmetische Mittelwert aus den Werten der integralen Helligkeit für
die nicht entzündete und für die entzündete
Probe verwendet werden.
-
Alternativ
kann das aktuell gewonnene Bild des Prüflings 116 Pixel
für Pixel von dem Computerprogrammprodukt 138 analysiert
werden. Für jeden Pixel lässt sich die Farbe,
z. B. nach dem RGB-Farbmodell oder nach dem CMYK-Farbmodell, ermitteln. Die
Farbe des Pixels im Prüfling 116 kann sodann mit der
entsprechenden Farbe des Pixels im Referenzbild 148 verglichen
werden. Weichen die Farben des Pixels im Prüfling und des
entsprechenden Pixels im Referenzbild mehr als ein bestimmter, voreingestellter
Schwellwert voneinander ab, so ist dies ein Indiz dafür,
dass der Prüfling an der dem Pixel entsprechenden Stelle
entzündet ist.
-
So
kann z. B. vom Computerprogrammprodukt 138 ein Bereich 152 von
zusammenhängenden Pixeln identifiziert werden, wobei jeder
Pixel in dem Bereich 152 in seiner Farbe mehr als ein vorgegebener
Schwellwert vom entsprechenden Pixel im Referenzbild 148 abweicht.
Der Bereich 152 wird somit als der Bereich des Prüflings 116 identifiziert,
in dem der Prüfling brennt. Durch Abgleich des Bereichs 152 mit der
Messskala 150 kann ferner die Flammenhöhe 154 identifiziert
werden. Die Flammenhöhe 154 wird sodann vom Computerprogrammprodukt 138 im Speicher 132 abgespeichert.
Dies kann für jedes Bild 144, das vom Kamerasystem 124 geliefert
wird, geschehen. Der Schwellwert hängt von dem verwendeten
Kamerasystem, der Probe und den Umgebungsbedingungen wie z. B. der
Beleuchtung ab. Der Schwellwert wird bevorzugt experimentell bestimmt. Dazu
wird der Farbwert einer nicht brennenden Probe (Referenz) und der
Farbwert einer brennenden Probe anhand der aufgenommen Bilder einer
nicht brennenden und einer brennenden Probe bestimmt. Der Schwellwert
liegt zwischen dem Farbwert der nicht brennenden Probe und der brennenden
Probe. Als Schwellwert kann zum Beispiel der geometrische oder der
arithmetische Mittelwert aus den Farbwerten für die nicht
entzündete und für die entzündete Probe
verwendet werden.
-
Wird
durch die Bildverarbeitung vom Computerprogrammprodukt 138 erkannt,
dass der Prüfling 116 entzündet ist,
so wird eine erste Zeitdauer 156 ermittelt. Die erste Zeitdauer 156 entspricht
der Differenz zwischen dem Zeitpunkt, an dem erkannt worden ist,
dass der Prüfling brennt, und dem Zeitpunkt, an dem die
Spitze des Glühdrahts auf dem Prüfling 116 eingewirkt
hat. Ferner kann das Computerprogrammprodukt 138 über
die Bildverarbeitung der Bilddaten 144 ermitteln, ob die
Entzündung des Prüflings erlischt und gegebenenfalls
eine zweite Zeitdauer 158 feststellen, die der Zeitdauer
zwischen dem Erlöschen des Prüflings und dem Zeitpunkt
des Einwirkens der Spitze des Glühdrahts auf den Prüfling
entspricht.
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Spätestens
nachdem die vorgegebene Kontaktzeit 142 verstrichen ist,
wird der Kontakt zwischen dem Prüfling 116 und
dem Glühdraht 106 getrennt und der Prüfling
mittels der Haltevorrichtung 112 beispielsweise in einem
Abstand von 100 mm zum Glühdraht 106 positioniert,
damit der Prüfling 116 nicht mehr vom Glühdraht
beeinflusst wird. Dabei wird der Prüfling 116 für
eine vorgegebene Beobachtungszeit 160, die auf dem Speicher 132 hinterlegt
ist, vom Kamerasystem 124 beobachtet. Die vorgegebene Beobachtungszeit 160 beträgt
beispielsweise 30 Sekunden nach der Norm EN 60695-2-12.
Auch während dieser Zeit kann das Erlöschen des
Prüflings detektiert werden.
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Wie
bereits oben erwähnt, befindet sich Seidenpapier 128,
das beispielsweise auf einem Holzbrett positioniert sein kann, unterhalb
des Bereiches, in dem der Glühdraht 106 mit dem
Prüfling 116 in Kontakt tritt. Das Seidenpapier 128 wird
vom Kamerasystem 126 beobachtet, das Bilddaten an das Computersystem 104 liefert.
Anhand der Bilddaten 104 kann das Computerprogrammprodukt 138 ermitteln,
ob das Seidenpapier 128 brennt. Beispielsweise kann auf
dem Computersystem 104 ein Referenzbild des nicht brennenden
Seidenpapiers 128 abgelegt sein, das mit dem aktuellen
vom Kamerasystem 126 gelieferten Bild verglichen wird.
Weicht die integrale Helligkeit des aktuellen Bildes vom Referenzbild
des Seidenpapiers mehr als ein vorgegebener Schwellwert ab, so wird
dies als Indiz dafür angesehen, dass das Seidenpapier 128 brennt.
Der Schwellwert hängt von dem verwendeten Kamerasystem,
der Beschaffenheit des Seidenpapiers und von der Umgebungshelligkeit
ab. Der Schwellwert wird bevorzugt experimentell bestimmt. Dazu
werden der integrale Helligkeitswert eines nicht brennenden Seidenpapiers
und der integrale Helligkeitswert eines brennenden Seidenpapiers
anhand der aufgenommen Bilder eines nicht brennenden und eines brennenden
Seidenpapiers bestimmt. Der Schwellwert liegt oberhalb des Wertes
der integralen Helligkeit des nicht brennenden Seidenpapiers und
unterhalb des Wertes der integralen Helligkeit des brennenden Seidenpapiers. Als
Schwellwert kann zum Beispiel der geometrische oder der arithmetische
Mittelwert aus den Werten der integralen Helligkeit für
das nicht brennende und für das brennende Seidenpapier
verwendet werden. Das brennende Seidenpapier 128 dient
als Indikator dafür, dass brennende Teile vom Prüfling 116 abgefallen
sind, die zu einer Entzündung des Seidenpapiers 128 geführt
haben.
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Die
Vorrichtung 100 kann zur Überprüfung der
Brandgefahr eines Werkstoffes nach der Norm EN 60695-2-13 verwendet
werden. Dazu wird eine Messreihe mit mehreren Prüflingen
durchgeführt, wobei für einen ersten Prüfling
eine der in dieser Norm genannten Prüftemperatur verwendet
wird. Wird, während der erste Prüfling in Kontakt
steht mit dem auf die entsprechende Temperatur erhitzten Glühdraht 106 eine
Entzündung des Prüflings festgestellt, so wird
der Kontakt zwischen Glühdraht und Prüfling beendet,
und der erste Prüfling wird gelöscht. Die Zeitdauer
bis zur Entzündung (vergleiche erste Zeitdauer 156),
das heißt die Zeit vom Beginn des Einwirkens der Spitze
des Glühdrahts bis zum Zeitpunkt, an dem sich der erste
Prüfling entzündet, wird aufgezeichnet. Danach
wird für einen neuen, zweiten Prüfling ermittelt,
ob sich dieser bei einer verminderten Temperatur auch noch entzündet.
Der Betrag, um den die ursprüngliche Temperatur des Glühdrahts 106 vermindert
wird, ist in der Norm festgelegt.
-
Entsprechend
wird die Glühdrahttemperatur für den zweiten Prüfling
erhöht, wenn sich der erste Prüfling nicht bei
der eingestellten Temperatur erhitzt hat. So kann die höchste
Prüftemperatur ermittelt werden, die während drei
aufeinanderfolgenden Prüfungen keine Entzündung
der Prüflinge verursacht. Die Prüftemperatur,
die 25 Kelvin (oder 30 Kelvin zwischen 900°C und 960°C
Glühdrahttemperatur) höher liegt als die höchste
Prüftemperatur wird nach dem oben genannten Standard als
Glühdrahtentzündungstemperatur (GWIT) bezeichnet.
Die Glühdrahtentzündungstemperatur wie auch die
Dauer bis zur Entzündung, die bei der der Glühdrahtentzündungstemperatur
nächst höheren Prüftemperatur für
die Prüflinge auftritt, wird in einem Prüfbericht,
beispielsweise auf dem Bildschirm 134, angezeigt.
-
Die
Vorrichtung 100 ist ferner dazu geeignet, die Prüfung
der Brandgefahr eines Werkstoffes an Prüflingen nach der
Norm EN 60695-2-12 durchzuführen. Dabei
wird die Prüfung, wie oben beschrieben, für mehrere
Prüflinge durchgeführt und die Dauer (vergleiche
erste Zeitdauer 156) vom Beginn des Einwirkens der Spitze
bis zum Zeitpunkt, an dem sich ein Prüfling oder das unter
ihm angeordnete Seidenpapier 128 entzündet, bzw.
die Zeitdauer (vergleiche zweite Zeitdauer 158) vom Beginn
des Einwirkens der Spitze bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Flammen
während oder nach der Einwirkungsdauer bis die vorgegebene
Beobachtungszeit von 30 Sekunden verstrichen ist, erloschen sind.
Nach dieser Norm wird eine Glühdraht-Entflammbarkeitszahl
(GWFI) ermittelt, welche der höchsten Prüftemperatur
entspricht, bei der während drei aufeinander folgenden Prüfungen
an verschiedenen Prüflingen die unten genannten Bedingungen
a) und b) erfüllt werden. Die Bedingung a) spezifiziert,
dass die Flammen oder ein Glühen am Prüfling innerhalb
von 30 Sekunden nach Entfernen des Glühdrahts erloschen
sein müssen und die Bedingung b) spezifiziert, dass es
keine Entzündung des Seidenpapiers geben darf. Die über
die an den Prüflingen durchgeführten Messungen
können ferner zur Generierung eines Prüfberichts,
wie er in der Norm vorgeschrieben ist, verwendet werden.
-
Nach
der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Glühdraht 106 fix
und der Prüfling 116 wird mittels der Haltevorrichtung 112 verfahren.
Es ist dem Fachmann jedoch unmittelbar klar, dass alternativ hierzu
der Prüfling 116 fix gehalten werden kann und
der Glühdraht 106 fahrbar gelagert sein kann. Dabei
kann dann auch das Kraft- und Wegmesssystem an der Halterung 108 angeordnet
sein. Alternativ kann das Kraft- und Wegmesssystem über
zwei getrennte Komponenten realisiert sein, wobei ein Wegmesssystem
beispielsweise an der fahrbaren Halterung 108 des Glühdrahts
angeordnet ist und wobei das Kraftmesssystem an der Haltevorrichtung 112 angeordnet
ist, um die Anpresskraft des Glühdrahts 106 auf
den Prüfling 118 im Falle des Kontakts zu messen.
-
2 zeigt
ein Flussdiagramm, welches Schritte des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Prüfung der Brandgefahr eines Werkstoffes
wiedergibt. Nach Schritt 200 des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird der ebene Bereich der Oberfläche eines
Prüflings mit einem Glühdraht für maximal
eine vorgegebene Kontaktzeit in Kontakt gebracht, wobei der Prüfling
aus dem Werkstoff besteht, wobei eine Spitze des Glühdrahts
in etwa auf die Mitte des ebenen Bereichs einwirkt und wobei der
Glühdraht eine vorgegebene Temperatur aufweist. Nach Schritt 202 des erfindungsgemäßen
Verfahrens erfolgt eine Bilddatenerfassung des Prüflings
mit mindestens einer ersten Kamera zumindest während der
Prüfling mit dem Glühdraht in Kontakt ist. Nach
Schritt 204 des erfindungsgemäßen Verfahrens
erfolgt die Bildverarbeitung der vom Prüfling aufgenommenen
Bilddaten. Eine Entzündung des Prüflings durch
den Glühdraht wird gegebenenfalls detektiert, wobei eine
erste Zeitdauer ermittelt wird, wobei die erste Zeitdauer der Zeitspanne
zwischen dem Einwirken der Spitze des Glühdrahts auf den
Prüfling und der Entzündung des Prüflings
entspricht.
-
3 zeigt
ein Blockdiagramm einer Prüfvorrichtung 300 mit
einer Prüfkammer 302, einem Computersystem 304 und
einem Probenmagazin 306. Die Prüfkammer 302 weist
einen Glühdraht 308 und eine Glühdrahtheizung 310 zur
Heizung des Glühdrahts 308 auf eine vorgegebene
Temperatur auf. Die Prüfkammer 302 umfasst ferner
Kamerasysteme 312, eine Haltevorrichtung 314 und
ein Dickenmesssystem 316. Ferner weist die Prüfkammer 302 einen
Seidenpapierrollenspeicher 318 und ein Zufuhr- und Positionierungssystem
für Seidenpapier 320 auf. Die Prüfkammer 302 hat
ferner ein Bürstensystem 322 und Löschsysteme 324.
-
Das
Computersystem 304 wird zum Steuern der in der Prüfvorrichtung 300 ablaufenden
Prozesse verwendet und weist daher Software 326 zum Regeln der
Prozessabläufe auf. Das Computersystem 304 wird
zudem zur Auswertung der mittels der Prüfkammer 302 an
Prüflingen gewonnenen Messergebnisse verwendet und weist
daher eine Software 328 zur Auswertung der Messergebnisse
auf. Die Software 328 dient auch zur Erstellung eines Prüfberichts 330 aus
den gewonnenen Messergebnissen, wie er nach den Normen EN
60695-2-12 und -13 vorgesehen ist.
-
Das
Probenmagazin 306 weist ein Lager für Prüflinge 332 auf,
in dem eine Vielzahl von Prüflingen vorgehalten wird. Das
Probenmagazin 306 weist zudem ein Klimasystem 334 auf,
das es ermöglicht, die Prüflinge nach den in den
obigen Standards spezifizierten klimatischen Bedingungen zu lagern.
Das Probenmagazin 306 weist ferner Transportmittel 336 auf,
mittels derer jeweils ein Prüfling vom Lager 332 zur
Prüfkammer 302 transportiert werden kann.
-
Dort
wird die Dicke des Prüflings mittels des Dickenmesssystems 316 bestimmt
und der Prüfling in der Haltevorrichtung 314 fixiert.
Nachdem der Glühdraht 308 eine vom Computersystem 304 vorgegebene
Temperatur erreicht hat, wird der in der Haltevorrichtung 314 fixierte
Prüfling mit dem Glühdraht 308 in Kontakt
gebracht, woraus mittels der Kamerasysteme 312 und mittels
des Computersystems 304, wie oben beschrieben, gegebenenfalls
eine Entzündung des Prüflings bzw. von Seidenpapier
detektiert werden kann.
-
Das
Zufuhr- und Positioniersystem für Seidenpapier 320 wird
verwendet, um nach einer für einen Prüfling vorgenommenen
Prüfung, insbesondere nachdem sich das darunter liegende
Seidenpapier entzündet hat, das Seidenpapier durch neues
Seidenpapier, das dem Seidenpapierrollenspeicher 318 entnommen
wird, zu ersetzen. Ferner kann der Glühdraht 308 mittels
des Bürstensystems 322 von am Glühdraht
verbleibenden Resten des Prüflings gereinigt werden. Die
Löschsysteme 324 dienen zur Löschung
eines brennenden Prüflings bzw. von brennendem Seidenpapier.
-
4 zeigt
eine Abbildung einer Ausführungsform einer Prüfkammer 400.
Die Prüfkammer 400 weist einen Glühdraht 402 und
eine Haltevorrichtung 404 für einen hier nicht
gezeigten Prüfling auf. Der Prüfling befindet
sich insbesondere hinter dem hier einsehbaren Bereich der Haltevorrichtung 404. Der
Prüfling wird dabei im Wesentlichen in einer waagerechten
Position über eine Öffnung 406 von einem Zufuhrsystem übernommen.
Die Haltevorrichtung 404 ist daher schwenkbar, so dass
sich der Prüfling im Wesentlichen vertikal ausrichten lässt.
-
Der
Glühdraht 402 lässt sich in Richtung
des in der Haltevorrichtung 404 angeordneten Prüflings verfahren.
-
Der
Prüfling kann dabei mittels des Kamerasystems 410 beobachtet
werden. Die Prüfkammer 400 hat ferner Bürsten 408,
die an den Glühdraht gefahren werden können und
mittels derer der Glühdraht 402 von Resten des
Prüflings befreit werden kann. Die Prüfkammer 400 hat
zudem eine Stickstoffleitung 412 mit einer Stickstoffdüse
an deren Ende, um einen brennenden Prüfling in der Haltevorrichtung 404 zu
löschen.
-
- 100
- Vorrichtung
- 102
- Prüfkammer
- 104
- Computersystem
- 106
- Glühdraht
- 108
- Halterung
für Glühdraht
- 110
- Glühdrahtheizung
- 112
- Haltevorrichtung
- 114
- Fixierungsmittel
- 116
- Prüfling
- 118
- Oberfläche
- 120
- Kraft-
und Wegmesser
- 122
- Kamerasystem
- 124
- Kamerasystem
- 126
- Kamerasystem
- 128
- Seidenpapier
- 130
- Mikroprozessor
- 132
- Speicher
- 134
- Bildschirm
- 136
- Schnittstellen
- 138
- Computerprogrammprodukt
- 140
- Temperatur
- 142
- Kontaktzeit
- 144
- Bilddaten
- 146
- Referenz
- 148
- Referenzbild
- 150
- Messskala
- 152
- Bereich
- 154
- Flammenhöhe
- 156
- erste
Zeitdauer
- 158
- zweite
Zeitdauer
- 160
- Beobachtungszeit
- 300
- Prüfvorrichtung
- 302
- Prüfkammer
- 304
- Computersystem
- 306
- Probenmagazin
- 308
- Glühdraht
- 310
- Glühdrahtheizung
- 312
- Kamerasysteme
- 314
- Haltevorrichtung
- 316
- Dickenmesssystem
- 318
- Seidenpapierrollenspeicher
- 320
- Zufuhr-
und Positioniersystem für Seidenpapier
- 322
- Bürstensystem
- 324
- Löschsysteme
- 326
- Software
- 328
- Software
- 330
- Prüfbericht
- 332
- Lager
- 334
- Klimasystem
- 336
- Transportmittel
- 400
- Prüfkammer
- 402
- Glühdraht
- 404
- Haltevorrichtung
- 406
- Öffnung
- 408
- Bürsten
- 410
- Kamerasystem
- 412
- Stickstoffleitung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - EN 60695-2-10,
-12, -13 [0004]
- - EN 606952-10 [0005]
- - EN 60695-2-12 [0006]
- - EN 60695-2-13 [0006]
- - EN 60695-2-12 [0007]
- - EN 60695-2-13 [0008]
- - EN 60695-2-12 [0015]
- - EN 60695-2-13 [0018]
- - EN 60695-2-13 [0033]
- - EN 60695-2-12:2001 [0043]
- - EN 60695-2-13:2001 [0043]
- - EN 60695-2-12:2001 [0043]
- - EN 60695-2-13:2001 [0043]
- - EN 60695-2-10 [0051]
- - EN 60695-2-12 oder -13 [0056]
- - EN 60695-2-12 [0067]
- - EN 60695-2-13 [0069]
- - EN 60695-2-12 [0071]
- - EN 60695-2-12 und -13 [0075]