DE102013004019B4

DE102013004019B4 - Vorrichtung und Messverfahren zur Prüfung und Qualitätsüberwachung der elektrostatischen Ableitfähigkeit von dynamisch bewegten Flächengebilden

Info

Publication number: DE102013004019B4
Application number: DE102013004019.1A
Authority: DE
Inventors: Christian Vogel
Original assignee: Saechsisches Textilforschungsinstitut STFI eV
Current assignee: Saechsisches Textilforschungsinstitut STFI eV
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2017-09-07
Anticipated expiration: 2033-03-01
Also published as: DE102013004019A1

Abstract

Messverfahren zur berührungslosen und zerstörungsfreien Prüfung der elektrostatischen Ableitfähigkeit von einem kontinuierlich dynamisch bewegten Flächengebilde basierend auf dem Influenzeffekt zur Ermittlung der Messparameter Abschirmfaktor und Entladezeit dadurch gekennzeichnet, dass – die Messung an einer Warenbahn (11) zwischen zwei Transportrollen (13) durchgeführt wird, – die Messeinheit in dreifacher identischer Ausführung links, mittig und rechts der Warenbahn platziert ist und/oder ein modularer Aufbau aneinandergereihter identischer Module über die gesamte Warenbreite platziert ist, – die Ausrichtung der Sensoranordnung bestehend aus Feldmess-Sonde (2), Schirmelektrode (4) und Erdungsanschluss (5) in Verbindung mit der Feldelektrode (7) ausgeführt ist, – ein Ionisator (12) die mögliche elektrostatische Voraufladung der Warenbahn (11) für einen neutralen, unaufgeladenen Ausgangszustand beseitigt, – entsprechend der Warenbahn-Vorschubgeschwindigkeit durch einen Rechteckgenerator (10) die Steuerung für ein zyklisches Anlegen der Hochspannung durch den Hochspannungsgenerator (9) erfolgt, – der Start und das Ende der Messung und die Erzeugung des elektrischen Feldes (6) durch das zyklische Anlegen der Hochspannung durch den Hochspannungsgenerator (9) definiert ist, – der an der Feldelektrode (7) angeschlossene Entladewiderstand (8) die Feldelektrode nach der jeweiligen Beendigung einer Messung entlädt und – das externe Kalibriermodul (14) ein elektrisches Referenzfeld erzeugt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Messverfahren zur Prüfung der elektrostatischen Ableitfähigkeit von Flächengebilden, wie beispielsweise Textilien insbesondere Gewebe, Gewirke und Gestricke, aber auch Folien, Vliesstoffe, textile Laminate, Membrane, Kunststoffe, Papier, Verpackungsmaterialien oder andere flexible Materialien. Dabei liegt die Neuheit der Messvorrichtung und Messmethode darin, dass die Erfassung der physikalischen Parameter für sich dynamisch bewegende Flächen oder Warenbahnen durchgeführt wird. Dies kann offline in der Warenschau oder online im Herstellungsprozess direkt nach der Flächenbildung erfolgen. Bei der Online-Variante kann die Messung mit einer Rückkopplung zur Maschinensteuerung ausgestattet werden, so dass die Zufuhr bzw. Konzentration und Homogenität der eingebrachten Leitfasern, Leitfilamente, Leitgarne oder z. B. auch leitende Partikel einer Antistatik-Ausrüstung, in der Fläche ausgeregelt werden kann und somit eine Online-Steuerung im Herstellungsprozess möglich ist.
Stand der Technik
Die elektrostatische Aufladbarkeit (vorzugsweise durch Reibung) ist eine generelle Materialeigenschaft mit hohem Schadenspotential. Bei Textilien gelten insbesondere Produkte aus synthetischen Fasern (Chemiefasern) als hoch aufladbar. Insbesondere im Schutzkleidungsbereich finden derartige Materialien aber aufgrund vielfältiger Zusatzeigenschaften (z. B. Schwerentflammbarkeit, Hitze-, Wetter-, Warn- und Chemikalienschutz, mechanische Festigkeit, gute Trageeigenschaften) weitreichende Verbreitung.
So wurde bereits in der Schrift DD 27543 A1 „Verfahren und Vorrichtung zur Messung der elektrostatischen Aufladung und Entladung von Fäden, insbesondere Textilfäden” von 1964 ein Verfahren und Vorrichtung beschrieben, bei dem es sich um eine berührungsfreie Messmethode zur Detektion des momentanen Oberflächenpotentials von elektrostatisch homogenen Materialien handelt. Die Messergebnisse sind an ganz konkrete Randbedingungen gebunden. Ein direkter und allgemeingültiger Vergleich unterschiedlicher Materialien ist nicht möglich. Die Erzeugung und Erfassung der Aufladung erfolgen an unterschiedlichen Orten. In Abwandlung findet das Messprinzip auch heute eine breite Standardanwendung bei der Bestimmung des Potentials aufgeladener Oberflächen beispielsweise durch den Einsatz von Elektrofeldmetern.
In der Schrift DD 64 159 A1 von 1968 wird eine Vorrichtung zum Messen der Reibung und der elektrostatischen Aufladung und Entladung an fortlaufend bewegten Fäden beschrieben, die die Messung des Reibungsgleitverhaltens in Korrelation mit der elektrostatischen Aufladung bringt. Auch heute, knapp 50 Jahre nach dieser Patentanmeldung, wirkt sich die Triboelektrizität noch störend in der Textilverarbeitung aus. Ionisatoren, Avivagen und Präparationen und/oder eine Erhöhung der Luftfeuchtigkeit gelten als geeignete Methoden zur Reduzierung der störenden Aufladungseffekte im Prozess der Textilverarbeitung. Eine absolute Beseitigung ist nicht möglich.
Auch für Flächengebilde, darunter insbesondere Bekleidungstextilien, existieren zahlreiche verschiedene Methoden und Geräte zur Bestimmung der elektrostatischen Ableitfähigkeit. Das betrifft sowohl Verfahren der Messung des elektrischen Widerstandes als auch die in verschiedenen Varianten praktizierten Verfahren zur Messung des zeitlichen Entladeverhaltens einer vorher aufgeladenen Probe (z. B. bewertet über die Messgröße Halbwertszeit der Entladung). Einige dieser Methoden sind beispielsweise an Standards gebunden. Die Aufladung kann nach verschiedenen Aufladungsverfahren, wie Kontaktaufladung (Charge Plate Monitor-Tester in verschiedenen Modifikationen DIN EN 61340-5-1; Federal Test Method Standard 101, Method 4046; EIA-541, June 24, 1988, Appendix F; VTT- Methode Electrostatic Measurements 11/2001]), Reibungsaufladung (z. B. EN 1149-3:2004, Methode 1), Coronaaufladung (beispielsweise das Gerät JCI 155; DIN EN 61340-5-1:2001) erfolgen.
Bekannt ist auch eine Messvorrichtung nach DE 20210986 U1 , als Prüfgerät ICM-1 weltweit bekannt, das auf dem im Sächsisches Textilforschungsinstitut e. V. entwickelten Influenzverfahren basiert und die Verfahrensanforderungen der EN 1149-3:2004 erfüllt, des Weiteren eine hohe Messgenauigkeit und Wiederholbarkeit gewährleistet, eine automatische Datenanzeige bezüglich der relevanten Prüfparameter „Halbwertszeit der Entladung” und „Abschirmfaktor” ermöglicht und zugleich die Anwendbarkeit auf andere, nicht feste, in Flächenform bringbare Arten von Messproben erweitert.
Um der Problematik einer starken Aufladbarkeit entgegenzuwirken, erhalten Textilien ihre antistatische Funktionalität zumeist durch das Einbringen von Leitfasern. Dabei bestimmen Art, Verteilungskonzentration und Implementierungstechnologie (Gitterstruktur oder flächenhomogene Verteilung) die Güte der ableitfähigen Charakteristik. Die Leitfasern selbst können eine innere (leitfähige Seele) oder eine äußere (leitfähige Außenschicht) Leitfähigkeit aufweisen. Hinsichtlich der physikalischen Wirkmechanismen sind galvanische Ladungsableitung sowie Influenz-, Feld- und Neutralisationseffekte zu nennen. Üblicherweise werden die elektrostatischen Materialeigenschaften im Labor gemessen. Zum einen kann das Prüfklima als ein Haupteinflussparameter der Messgenauigkeit exakt eingestellt werden. Andererseits ist eine definierte Messanordnung möglich. Typische Messgrößen sind Oberflächen- und Durchgangswiderstand, Auf- und Entladeeigenschaften (Ladungsabbau), Analyse gespeicherter Ladungen bzw. Ladungstransfer, Kapazität. Neben den direkten Materialeigenschaften sind auch Systemmessungen üblich, beispielsweise Aufladungsbestimmung beim Laufen über Fußbodenbeläge, Aufladung von Personen beim Tragen von Kleidung, Reibungsaufladung zwischen mehreren Textilien oder anderen Materialien.
Es ist aber bisher nicht möglich, das Vorhandensein und insbesondere die sichere Wirksamkeit von Leitfasern bereits im Prozess der Flächenherstellung kontinuierlich zu erfassen. Die erste Überprüfung erfolgt stichprobenartig nach Beendigung der Herstellungskette und mit Zeitverzug durch ein Prüflabor. Nachweisbare Mängel können nicht mehr korrigiert werden und führen im schlimmsten Fall zum Verwerfen der gesamten Produktionscharge. Aber auch eine stichprobenartige Laborprüfung ist keine umfassende Garantie für eine gleichbleibende Produktgüte. Typische Schadensbilder sind z. B. Abrieb und Fadenbrüche, Leitfaserschädigung beim Sengen und Veredeln sowie bei Rauprozessen, ungeeignete oder nicht flächenhomogene ableitfähige Ausrüstung, Schwankungen von Konzentration und Flächenverteilung von Leitfasern, Schwankungen der Messergebnisse zwischen Anfang/Mitte/Ende einer Warenbahn, ungeeigneter Leitfasertyp oder gar eine nicht vorhandene Leitfaserbeimischung.
Das ist von großem Nachteil für die in Umlauf gebrachte Produkte, denn durch die sich ständig verschärfenden Vorschriften und gesetzliche Regelungen müssen die Hersteller von Schutzkleidung sicherstellen, dass jedes Bekleidungsteil die bestimmungsgemäßen (elektrostatischen) Schutzanforderungen erfüllt (Produkthaftung). Werden dramatische Abweichungen vom Schutzniveau festgestellt (z. B. Prüfnorm wird nicht mehr erfüllt), so ist der Hersteller bzw. der Inverkehrbringer verpflichtet, seine Erzeugnisse zurückzurufen. Da Konfektionäre entsprechende Gewebe lediglich zukaufen, ist daraufhin der Gewebehersteller in der Pflicht, eine gleichbleibende Produktqualität über die Rolle und über die Chargen zu garantieren. Hierbei können Stichprobenprüfungen als Einmalkontrolle zum Zeitpunkt der Zertifizierung oder zu groß gewählte Zeitabstände einer zyklischen Überprüfung möglicherweise nicht ausreichen. Da Schutzkleidung gegenüber dem verwendeten Gewebe einen Mehrwert darstellt, entsteht bei Reklamationen ein wesentlich höherer Schaden als der eingesetzte Warenwert. Nicht zuletzt wird bei einem Versagen der Schutzeigenschaften Leib und Leben des Anwenders gefährdet.
Aufgabe und Lösung
Aus dem bisherigen Stand der Technik ergibt sich die wirtschaftliche und sicherheitstechnische Notwendigkeit der Gewährleistung einer hohen Gleichmäßigkeit der ableitfähigen Produkteigenschaften. Es ist daher sinnvoll, die Warenbahn unmittelbar am Ort ihrer Entstehung hinsichtlich ihrer elektrostatisch ableitfähigen Eigenschaften zu kontrollieren und bei Abweichungen entsprechende Maßnahmen zu ergreifen. Ein derartiger Prüfansatz für dynamisch bewegte Flächengebilde ist innovativ, erfinderisch und bisher noch nicht bekannt.
Dieses Problem wird mit den im Schutzanspruch 1 angeführten Merkmalen gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Das Messverfahren der Erfindung (Schutzanspruch 1 bis 3) wird mit der in den Ansprüchen 4 und 5 beschriebenen Messvorrichtung realisiert. Eine Verwendung zur Qualitätskontrolle wird in den Ansprüchen 6 bis 9 beansprucht.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die dazugehörige Zeichnung zeigt in 1 das Verfahrensschema der speziell dimensionierten Messanordnung mit folgenden Komponenten:
Bezugszeichenliste

1: Transportrichtung
2: Feldmess-Sonde
3: Ladungsverstärker mit Datenverarbeitungseinheit und Steuerrechner mit Systemsoftware
4: Schirmelektrode
5: Erdungsanschluss
6: Elektrisches Feld
7: Feldelektrode
8: Entladewiderstand
9: Hochspannungsgenerator
10: Rechteckgenerator
11: Warenbahn
12: Ionisator
13: Transportrolle
14: Externes Kalibriermodul

Die generelle Messanordnung besteht aus folgenden Modulen:

1) Sensoreinheit bestehend aus Sonde, Schirmelektrode, Feldelektrode und Erdungsanschluss,
2) Externes Kalibriermodul,
3) Messeinheit bestehend aus Messwert-Aufbereitungseinheit mit Ladungsverstärker, Datenverarbeitungseinheit und Steuerrechner mit Systemsoftware.

Die in 1 speziell dimensionierte Messanordnung basiert auf einem der Influenzaufladung angelehntem Verfahrensschema (nach EN 1149-3:2004). Transportrollen (13) fixieren das Höhenniveau der dynamisch bewegten Fläche oder Warenbahn (11), so dass eine Ausrichtung der Sensoranordnung bestehend aus Feldmess-Sonde (2), Schirmelektrode (4) und Erdungsanschluss (5) in Verbindung mit der Feldelektrode (7) möglich wird. Ein Ionisator (12) beseitigt eine mögliche elektrostatische Voraufladung der Messprobe, d. h. Warenbahn (11), und realisiert dadurch einen neutralen, unaufgeladenen Ausgangszustand. Entsprechend der Warenbahn-Vorschubgeschwindigkeit erfolgt durch einen Rechteckgenerator (10) das zyklische Anlegen der Hochspannung durch den Hochspannungsgenerator (9) und bestimmt damit jeweils den Start und das Ende der Messung und die Erzeugung des elektrischen Feldes (6). Der an der Feldelektrode (7) angeschlossene Entladewiderstand (8) entlädt die Feldelektrode nach der jeweiligen Beendigung einer Messung. Das externe Kalibriermodul (14) dient der Erzeugung eines elektrischen Referenzfeldes. Die Ansteuerung der Messeinheit einschließlich des Ladungsverstärkers mit der Datenverarbeitungseinheit (3) erfolgt mittels einer speziellen Software LabView. Der Messablauf und das Programmgerüst lehnen sich an die Programmstruktur des bekannten Prüfgerätes ICM-1 an und sind durch verfahrensspezifische Module erweitert worden. Der prinzipielle Programmablauf ist in 2 dargestellt. Der Ladungsverstärker erfasst das Messsignal und wandelt dies in eine entsprechende Analogspannung um, welche der Datenerfassungseinheit zur Aufbereitung zugeführt wird. Ein Steuerrechner mit Prozess-Software kommuniziert mit der Datenerfassungseinheit und führt nach Übertragung der Messwerte alle Berechnungen durch. Entsprechend eines vorgegebenen Bewertungsschemas wird letztlich durch ein erneutes Ansprechen der Datenerfassungseinheit ein Steuersignal zur externen Verwendung generiert und bereitgestellt.
Der Hauptmessparameter ist der Abschirmfaktor S. Darüber sind Aussagen zur Leitfaserfunktionalität, zu Dichte- bzw. Konzentrationsschwankungen und zu möglichen Defekten ableitbar. Messtechnisch zu beachten ist, dass der gesamte Informationsgehalt für den Abschirmfaktor in einem Zeitfenster von ca. 2 ms eingebunden ist. Dies bedeutet eine sehr schnelle Messtechnik und die entsprechende Eignung der dazugehörigen Einzelkomponenten. Für eine auswertbare Signalauflösung sollten mindestens 50 Abtastpunkte pro ms vorgesehen werden. Dies entspricht einer Abtastrate ab 50 kSa/s für eine Sensoreinheit. Ein weiterer Messparameter ist der Entladezeitverlauf. Damit ergibt sich folgender Messzyklus (DAQ = Datenerfassungseinheit):

• Initialisierung DAQ (5 ms) -> Messung (20 ms) -> Messdatenverarbeitung (20 ms) -> Entladung Ladungsverstärker (40 ms)
• Ein Messdurchlauf würde daher eine Zeit von weniger als 100 ms benötigen. Somit sind etwa 10 Messzyklen pro Sekunde möglich. Damit kann bei einem Probenvorschub von 5 m/s aller 50 cm eine Messung gestartet werden, bei einem Probenvorschub von 5 m/min erfolgt der Messstart bereits aller 8,3 mm.
• Hinsichtlich des Datenaufkommens kann folgende Überschlagsrechnung angewandt werden: 0,02 s (= 20 ms)·50 kSa/s·10 Zyklen = 10.000 Messwerte pro Sekunde und Sensoreinheit.

Folgende Messtechnik-Hauptkomponenten kommen in dem Ausführungsbeispiel bevorzugt zum Einsatz:

Ladungsverstärker	z. B. Kistler 5037B (1-Kanal) Messbereich: ±500 pC, Ausgabe: ±10 V Frequenzbereich: bis 30 kHz (Abfall 3 dB) Nullpunktfehler: max. ±15 mV, Drift bei aktiv: ±0,01 pC/s
Datenerfassungsmodul	z. B. NI USB-6216 16 Analogeingänge, 16 bit Auflösung, 400 kSa/s 2 Analogausgänge, 16 bit Auflösung, 250 kSa/s, 32 digitale I/O

Vorteile der Lösung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Prüfung von textilen Flächengebilden, wie beispielsweise Gewebe, Gewirke, Gestricke und Vliesstoffe, aber auch von anderen dynamisch bewegten Flächengebilde wie z. B. Folien, Laminate, Kunststoffe, Papier oder andere flexible Materialien. Da es mit der Messanordnung gleichfalls möglich ist, auch Materialien mit homogen ableitfähigen Oberflächen oder Zwischenlagen (d. h. ohne Leitfasern) hinsichtlich des Ableitverhaltens zu bewerten (z. B. Vliesstoffe mit Antistatik-Ausrüstung, ableitfähige Folien oder Papiere, Membrane und Laminate, Oberflächenwiderstand kleiner 109 Ohm), ist es sinnvoll, die Messzeit aufgrund der exponentiellen Ableitcharakteristik auf 10 bis ca. 20 ms zu erweitern.
Die gezeigte Messeinheit wird zunächst in dreifacher identischer Ausführung links, mittig und rechts der Warenbahn platziert. Eine weitere Vervielfachung ist bei einer hinreichenden Leistungsfähigkeit der Mess- und Verarbeitungselektronik möglich. Damit lässt sich das Messmodul nahezu beliebig rasterartig erweitern.
Weitere detaillierte Vorteile ergeben sich aus der universellen Anwendbarkeit des Messverfahrens und dem modularen Aufbau der Messvorrichtung:

• Anwendbarkeit für Gewebe, Gewirke, Gestricke, Vliesstoffe, Papier, Folien, Membrane, textile Laminate und andere flexible Flächenmaterialien,
• Anwendbar für elektrostatisch ableitfähige Flächenmaterialien mit integrierten leitfähigen Fasern, Filamenten, Garnen (flächenhomogene Faserbeimischung, Streifen- oder Gittermuster),
• Anwendbar für Flächenmaterialien mit einer vollflächigen ableitfähigen Ausrüstung, entweder der Oberseite und/oder der Unterseite oder einer Innenlage,
• Erfassung der ableitfähigen Eigenschaften erfolgt an bewegten Warenbahnen unabhängig von der Vorschubgeschwindigkeit (schnell oder langsam),
• Verfahren ermöglicht eine Online-Kontrolle der ableitfähigen Eigenschaften,
• Durch die permanente Kontrolle/Überwachung des Sollzustandes sind Abweichungen oder Materialfehler registrierbar,
• Ermöglicht eine gesicherte Qualitätskontrolle der ableitfähigen Materialeigenschaften,
• Überwachung der gesamten Warenbahnbreite und damit der gesamten Warenbahn möglich (vollflächig) von planar oder radial hergestellten Waren,
• Automatisches Prüfregime ohne Eingabe von Prozessparametern, d. h. gleiche Arbeitsweise für alle Probenmaterialien,
• Berührungslos arbeitendes Messsystem, dadurch keine Beeinflussung oder Zerstörung der Messfläche bzw. Messprobe,
• Das Messprinzip basiert auf dem Influenzeffekt, d. h. es wird ausgewertet, mit welcher Charakteristik die Messprobe ein elektrostatisches Referenzfeld beeinflusst, somit sind die Messparameter der Abschirmfaktor und die Entladezeit in Anlehnung an EN 1149-3:2004, Prüfverfahren 2,
• Modularer Aufbau durch Aneinanderreihen identischer Module über die gesamte Warenbreite,
• Es sind zwei Einsatzvarianten möglich, zum einen die reine Kontrollfunktion, d. h. nur die messtechnische Erfassung der ortsbezogenen ableitfähigen Eigenschaften der Warenbahn (Vorteil: nachrüstbar unabhängig von der Art der Maschinensteuerung) oder eine Kontrollfunktion mit zusätzlicher Maschinensteuerung zur Nachregelung,
• Messstellenbezogene Erfassung der ableitfähigen Eigenschaften und dadurch Aktivierung von möglichen ortsbezogen Korrekturmaßnahmen (z. B. nur rechts oder nur links in bzw. auf der Warenbahn),
• Völlig eigenständige Arbeitsweise ohne Abhängigkeit von spezifischen Maschinenparametern möglich, d. h. die Warenbahngeschwindigkeit und auch andere Prozessparameter können variieren.

Claims

Messverfahren zur berührungslosen und zerstörungsfreien Prüfung der elektrostatischen Ableitfähigkeit von einem kontinuierlich dynamisch bewegten Flächengebilde basierend auf dem Influenzeffekt zur Ermittlung der Messparameter Abschirmfaktor und Entladezeit dadurch gekennzeichnet, dass – die Messung an einer Warenbahn (11) zwischen zwei Transportrollen (13) durchgeführt wird, – die Messeinheit in dreifacher identischer Ausführung links, mittig und rechts der Warenbahn platziert ist und/oder ein modularer Aufbau aneinandergereihter identischer Module über die gesamte Warenbreite platziert ist, – die Ausrichtung der Sensoranordnung bestehend aus Feldmess-Sonde (2), Schirmelektrode (4) und Erdungsanschluss (5) in Verbindung mit der Feldelektrode (7) ausgeführt ist, – ein Ionisator (12) die mögliche elektrostatische Voraufladung der Warenbahn (11) für einen neutralen, unaufgeladenen Ausgangszustand beseitigt, – entsprechend der Warenbahn-Vorschubgeschwindigkeit durch einen Rechteckgenerator (10) die Steuerung für ein zyklisches Anlegen der Hochspannung durch den Hochspannungsgenerator (9) erfolgt, – der Start und das Ende der Messung und die Erzeugung des elektrischen Feldes (6) durch das zyklische Anlegen der Hochspannung durch den Hochspannungsgenerator (9) definiert ist, – der an der Feldelektrode (7) angeschlossene Entladewiderstand (8) die Feldelektrode nach der jeweiligen Beendigung einer Messung entlädt und – das externe Kalibriermodul (14) ein elektrisches Referenzfeld erzeugt.
Messverfahren zur berührungslosen und zerstörungsfreien Prüfung der elektrostatischen Ableitfähigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung für Gewebe, Gewirke, Gestricke, Vliesstoffe, Folien, Laminate, Membrane, Papier und/oder andere flexible Flächenmaterialien durchgeführt wird, die zudem integrierte leitfähige Fasern, leitfähige Filamente, leitfähige Garne, prozentual leitfähige Partikel-Beimischungen und/oder vollflächige ableitfähige Beschichtungsausrüstungen und/oder homogen-verteilte leitfähige Oberflächenmodifikationen enthalten können.
Messverfahren zur berührungslosen und zerstörungsfreien Prüfung der elektrostatischen Ableitfähigkeit nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung nach einem festgelegtem Messprozedere und unabhängig von Maschineneinstellparametern und/oder Prozessparametern erfolgt: a) Kalibrierung der Messmodule durch Erfassung der elektrischen Referenzfeldstärke des externen Kalibriermoduls (14) b) Start der Messwerteerfassung (Start der Messung) c) Zuschaltung der Hochspannung über Hochspannungsgenerator (9) d) Messung e) Beendigung der Messwerterfassung f) Abschaltung der Hochspannung und Entladung von Feldelektrode (7), Feldmess-Sonde (2) und Ladungsverstärker (3) über Entladewiderstand (8) g) Verarbeitung und Auswertung der Messwerte (Datenverarbeitung) h) Aufbereitung und Bereitstellung eines Steuersignals (das Steuersignal steht immer zur Verfügung, auch wenn es nicht für eine Maschinensteuerung benötigt wird)
Vorrichtung zur Durchführung des Messverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, zur berührungslosen und zerstörungsfreien Prüfung der elektrostatischen Ableitfähigkeit von einem kontinuierlich dynamisch bewegten Flächengebilde, dadurch gekennzeichnet, dass die speziell dimensionierte und modular gestaltete Messanordnung aus folgenden Modulen zusammengesetzt ist: 1) Sensoreinheit bestehend aus Sonde (2), Schirmelektrode (4), Feldelektrode (7) und Erdungsanschluss (5), 2) Externes Kalibriermodul (14), 3) Messeinheit bestehend aus Messwert-Aufbereitungseinheit mit Ladungsverstärker, Datenverarbeitungseinheit und Steuerrechner mit Systemsoftware (3).
Vorrichtung zur berührungslosen und zerstörungsfreien Prüfung der elektrostatischen Ableitfähigkeit von einem kontinuierlich dynamisch bewegten Flächengebilde nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsweise der speziell dimensionierten Messanordnung autark erfolgt ohne Abhängigkeit von Maschinenparametern und/oder Prozessparametern und ohne Abhängigkeit von der Materialart der zu vermessenden Warenbahn (11), d. h. der Messprobe.
Verwendung eines Messverfahrens zur berührungslosen und zerstörungsfreien Prüfung der elektrostatischen Ableitfähigkeit von einem kontinuierlich dynamisch bewegten Flächengebilde nach Anspruch 1 bis 3 und einer Vorrichtung zur Prüfung nach Anspruch 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz der Prüfvorrichtung offline bei einer Warenschau zur Qualitätskontrolle der ableitfähigen Materialeigenschaften genutzt wird.
Verwendung eines Messverfahrens zur berührungslosen und zerstörungsfreien Prüfung der elektrostatischen Ableitfähigkeit von einem kontinuierlich dynamisch bewegten Flächengebilde nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der örtliche Einsatz der Prüfvorrichtung direkt nach der Flächenbildungseinheit angeordnet ist und die messstellenbezogene Erfassung der ableitfähigen Eigenschaften durch Weiterleitung der Daten an eine Maschinensteuerungseinheit ortsbezogene Korrekturmaßnahmen zur Regelung der Zufuhr bzw. Konzentration und Homogenität der eingebrachten Leitfasern, Leitfilamente, Leitgarne oder auch leitende Partikel einer Antistatik-Ausrüstung, in der Fläche ausgeregelt und somit eine Online-Steuerung im Herstellungsprozess möglich ist.
Verwendung eines Messverfahrens zur berührungslosen und zerstörungsfreien Prüfung der elektrostatischen Ableitfähigkeit von einem kontinuierlich dynamisch bewegten Flächengebilde nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz der Prüfvorrichtung durch einen modularen Aufbau durch Aneinanderreihen identischer Module, eine vollflächige Überwachung der gesamten Warenbahn ermöglicht und dies sowohl für planar angeordnete Flächenbildungseinheiten, vorzugsweise Web-, Strick- und/oder Wirkmaschinen, als auch für radial angeordnete Flächenbildungseinheiten, vorzugsweise Rundstrickmaschinen und/oder Rundwirkmaschinen umsetzbar ist.