DE60304917T2

DE60304917T2 - Einrichtung zum thermischen Spritzen

Info

Publication number: DE60304917T2
Application number: DE60304917T
Authority: DE
Inventors: Michel Vardelle; Cedric Bossoutrot; Hakim Hoffmann; Thierry Renault; Frederic Braillard
Original assignee: SNECMA Services SA
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2023-03-01
Also published as: JP2005519193A; CA2476498C; DE60304914T2; EP1340580B1; US20050199603A1; EP1340580A3; FR2836618A1; WO2003072290A3; EP1340577A3; CA2476633A1; DE60304917D1; US7323062B2; WO2003073804A2; FR2836620A1; WO2003072290A2; EP1340580A2; EP1340577B1; US20050115500A1; EP1340577A2; CA2476633C

Description

Technischer Bereich der Erfindung
Die Erfindung betrifft das Überziehen von Oberflächen mittels thermischen Spritzens von schmelzenden Materialien mittels eines Handteils zum thermischen Spritzen, welches im folgenden Handteil genannt wird, und insbesondere eine Einrichtung zum thermischen Spritzen, welche eine Vorrichtung zum Steuern/Regeln und Leiten des thermischen Spritzens umfasst.
Stand der Technik und gestelltes Probleme
Das thermische Spritzen ist ein gut bekanntes Verfahren zum Überziehen einer festen Oberfläche mit einem Material, welches einen erhöhten Schmelzpunkt aufweist. Es besteht in Schmelzen des Materials in einem Fluss heißen Gases großer Geschwindigkeit, welcher auf die Oberfläche gerichtet ist, wobei der Gasfluss das Pulverisieren des Materials in feine geschmolzene Tröpfchen und das Mitführen der Tröpfchen auf die Oberfläche zu verursacht, wobei die Tröpfchen noch in geschmolzenem Zustand auf die Oberfläche aufprallen, wobei die Tröpfchen an dieser Oberfläche anhaften und sich im Kontakt mit ihr verfestigen. Der Fluss von mit im Schmelzen begriffenen Tröpfchen beladenem Gas wird Strahl genannt. Der Überzug wird durch aufeinander folgende Durchläufe unter Versetzung des Strahls gegenüber der Oberfläche erhalten.
Das thermische Spritzen kann zu verschiedenen Zwecken verwendet werden: Dekoration, thermische Barriere, Schutz gegen Oxidation oder chemische Korrosion, Nachfüllen von Materie, Verstärken mechanischer Eigenschaften der Oberfläche, insbesondere ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb, usw.
Das gespritzte Material kann sein: ein reines Material wie Molybdän oder Titan, eine Metalllegierung wie NiCr, NiAl, NiCrAlY, eine Keramik wie Cr₂O₃ oder ZrO₂, ein Carbid wie WC oder Cr₃C₂ oder ein Zement wie Cr₃C₂/NiCr.
Es sind verschiedene Verfahren zum thermischen Spritzen bekannt, welche jeweils ein spezielles Handteil verwenden.
Das als "mittels Flamme" ("à la flamme") bezeichnete thermische Spritzverfahren besteht darin, mittels Verbrennens von Gas mit hohem Heizwert, wie Acetylen und Sauerstoff, eine Flamme zu erzeugen, wobei die Höhe/Anhebung der Temperatur einen Gasstrom großer Schnelligkeit erzeugt, in welchem man die zu spritzende Materie in Form von Pulver oder Draht injiziert. Die Materie schmilzt im Kontakt mit der Flamme, pulverisiert sich im Fluss heißer Verbrennungsgase in feine Tröpfchen, und wird von diesem Fluss mitgeführt, um den Strahl zu bilden.
Das als "Mittels Bogen-Draht" ("par arc-fil") bezeichnete thermische Spritzen besteht darin, einen elektrischen Lichtbogen zwischen zwei Drähten des zu spritzenden Materials zu erzeugen, und einen Fluss neutralen Gases, wie Argon Ar, von großer Geschwindigkeit durch den elektrischen Lichtbogen passieren zu lassen. Das Material der Drähte verflüssigt sich in Anwesenheit des elektrischen Lichtbogens, pulverisiert im Fluss heißer Verbrennungsgase in kleine Tröpfchen und wird von diesem Fluss mitgeführt, um den Strahl zu bilden.
Das als "Mittels Bogen-Plasma" ("par arc-plasma") bezeichnete thermische Spritzen besteht darin, durch Aufrechterhalten eines elektrischen Lichtbogens in einem Fluss von Plasma-Gas Wärme zu erzeugen, wobei die Plasmabildung eine starke Erhöhung der Temperatur des Gases hervorruft, und in diesen Fluss das zu spritzende Material als Pulver zu injizieren, wobei dieses Pulver verflüssigt wird, und von einem neutralen, als "Träger" bezeichneten Gas, transportiert wird. Das aus dem Plasma-Gas, dem Träger-Gas und dem in Kontakt mit dem Plasma-Gas in Form feiner Tröpfchen geschmolzenen Material gebildete Ensemble bildet den Strahl.
Der Strahl am Ausgang des Handteils hat die Form eines divergenten Kegels. Aufgrund der eingesetzten hohen Temperaturen nutzt sich ein Handteil im Betrieb zunehmend ab, wobei diese Abnutzung Abweichungen in seinem Betrieb, sowie Deformationen und Abweichungen des Strahls hervorruft. Bei bestimmten Typen von Lichtbogen-Plasma-Handteilen wird das Injizieren von Pulver am Ausgang des Handteils transversal zum Plasma-Gas-Fluss bewirkt, was eine normale/senkrechte Abweichung des Strahls hervorruft.
Das Handteil ist üblicherweise von geringer Größe ("taille"), um bequem vor der zu beschichtenden Oberfläche versetzt zu werden. Dieses Handteil ist mit einem Steuer-Schrank verbunden, welcher es mit elektrischem Strom, und den für seinen Betrieb notwendigen verschiedenen Ingredienzien, versorgt. Unter Ingredienzien versteht man die Gase und die oben beschriebenen Materialien.
Die Qualitätskriterien einer mittels thermischen Spritzens bewirkten Ablagerung sind üblicherweise seine Härte, sein Anhaften an der beschichteten Oberfläche, seine Porosität, die Abwesenheit von Einschnitten, der Anteil von Einschmelzungen, und im Fall von Metall-Materialien sein Oxid-Anteil. Unter dem Term "Anteil von Einschmelzungen" versteht man das Verhältnis des die Ablagerung bildenden Materials, welches nicht in den geschmolzenen Zustand übergegangen ist. Man beachtet gleichermaßen den Wirkungsgrad des Spritzens, das heißt, das Verhältnis des verwendeten Materials, welches effektiv die Ablagerung bildet, wobei der Rest des Materials an den Wänden verloren geht, welche die thermische Spritzeinrichtung umgeben.
Die Qualität der Ablagerung und der Wirkungsgrad des Betriebs der Ablagerung hängen selbstverständlich von dem verwendeten Material ab, aber auch von der Regelung und vom Typ des Handteils. Der Material-Durchsatz, beispielsweise in Gramm pro Minute, ist selbstverständlich ein gemeinsamer Parameter aller Handteile. Im Fall des Flammenspritzens ist es notwendig, auch die Durchflüsse von Brenn-Gas und die Verbrennung bewirkendem Gas zu regeln, welche beispielsweise in Litern pro Minute ausgedrückt werden. Im Fall eines Lichtbogen-Draht-Spritzens sind auch die Intensität des Lichtbogens in Ampere und der Gas-Durchfluss zu regeln. Im Fall eines Lichtbogen-Plasma-Spritzen ist auch die Intensität des Lichtbogens, der Plasma-Gas-Durchfluss und der Träger-Gas-Durchfluss zu regeln.
Eine konstante Ablagerungs-Qualität ist schwer sicherzustellen, da das Handteil und seine Versorgung mit Ingredienzien Unsicherheiten und zeitlichen Abweichungen unterliegen, welche selbstverständlich diese Qualität modifizieren. Bevor Überzug-Vorgänge bewirkt werden, ist es notwendig, das Handteil auf Proben zu testen, und, falls notwendig, die Regelungen einzustellen. Aber dies genügt nicht. Während den Überzug-Vorgängen ist es gleichermaßen notwendig, ausgehend von Proben periodisch Kontrollen zu bewirken, und die Regelungen zu modifizieren, und im Fall, dass dieses notwendig ist, sogar das Handteil auszutauschen. Tatsächlich verbraucht sich ein Handteil während des Betriebs zunehmend, insbesondere in seinen warmen Teilen, wie der Ausstoß-Düse, wobei diese Abnutzungen die Merkmale des Handteils sich verändern lassen können, und den Strahl deformieren oder versetzen können. Diese Kontrollen müssen häufig sein, um ausreichend schnell das Erscheinen einer Abweichung detektieren zu können, und die Regelungen des Handteils modifizieren zu können, bevor die Qualität der Ablagerung selber außerhalb akzeptabler Grenzen abweicht. Diese Kontrollen und ihre Regelungen nehmen selbstverständlich Zeit in Anspruch und reduzieren die Produktivität der Einrichtung. Darüber hinaus kann es im Fall von langen Überzug-Vorgängen notwendig sein, diese zu unterbrechen, um das Handteil oder die Qualität der Ablagerung zu kontrollieren, und, wenn es ansteht, die Regelung des Handteils zu modifizieren, oder es zu ersetzen.
Ein erstes zu lösendes Problem ist, sicherzustellen, dass das Handteil instand gehalten ist, um eine Ablagerung sicherzustellen, deren Merkmale mit der Vorgabe konform ist, wobei diese Verifikation notwendigerweise in Echtzeit während eines thermischen Spritzvorgangs bewirkt werden muss, und gleichermaßen in Echtzeit den Betrieb dieses Handteils bezüglich der festgestellten Abweichung zu korrigieren.
Ein zweites Problem ist, diese Resultate mittels kostengünstiger Mittel zu erreichen.
Ein drittes Problem ist, das Handteil automatisch anzuhalten, wenn es nicht mehr für Normal-Betrieb intakt ist, und in der Folge riskiert wird, dass es fehlerhafte Überzüge liefert.
Doumanidis et al. "distributed-parameter control of the heat source trajectory in thermal processing" beschreibt eine Einrichtung zum thermischen Spritzen mit Steuer-Mitteln, aber die maximale Leuchtstärke des Plasma-Strahls wird nicht bestimmt, was es nicht ermöglicht, eine Ablagerung verschmelzender Partikel zu erhalten, welche Qualität aufweist.
Beschreibung der Erfindung
Um das erste Problem zu lösen, schlägt die Erfindung eine thermische Spritz-Einrichtung vor, welche umfasst: ein Handteil zum thermischen Spritzen, wobei das Handteil dazu geeignet ist, einen Strahl entlang seiner geometrischen Achse zu spritzen, wobei der Strahl aus einem Fluss von Gas(en) bei erhöhter Temperatur besteht, welcher mit schmelzenden Partikeln des zu spritzenden Materials beladen ist, wobei die Einrichtung einen Steuer-Schrank umfasst, welcher das Handteil unter Verwendung der ihm übermittelten Versorgungs-Parameter mit Ingredienzien versorgt, wobei die Einrichtung einen Computer umfasst, welcher dem Steuer-Schrank die Zuführungs-Parameter mittels einer Verbindung Schrank-Computer übermittelt, wobei die Einrichtung Sensoren umfasst, welche dazu geeignet sind, den Verschiebungen des Handteils zu folgen, wobei die Sensoren dazu geeignet sind, Informationen bezüglich des Betriebs des Handteils zum Computer zu übertragen, wobei diese Übertragung mittels der Verbindung Sensoren-Computer erfolgt.
Eine solche Einrichtung ist dadurch bemerkenswert, dass:

a. der Computer eine Software zum Analysieren der Informationen in Echtzeit umfasst, um aus ihnen in repetitiver Weise den Messwert von wenigstens einem als "dem Spritzen zugeordnet" bezeichneten Merkmal abzuleiten, um festzustellen, wenn dieser Messwert stabilisiert ist, um dieses Spritz-Merkmal zu "behandeln", das heißt, um einen neuen Zuführungs-Parameter-Wert zu berechnen und zum Steuer-Schrank zu übertragen, wenn der gemessene Wert des Spritz-Merkmals sich außerhalb eines als "akzeptabel" bezeichneten, dem behandelten Spritz-Merkmal eigenen, vorher festgelegten Werte-Bereiches befindet, wobei dieser neue Wert des Zuführungs-Parameters dazu geeignet ist, das Spritz-Merkmal sich seinem Akzeptanz-Bereich annähern zu lassen,
b. die Sensoren eine Kamera umfassen, welche dazu geeignet ist, dem Computer periodisch Informationen in Form numerischer Bilder des Strahls, im Profil entlang eines Teils seiner Länge gesehen, zu übermitteln,
c. dass das auf den Bildern gemessene Spritz-Merkmal die maximale Leuchtstärke I_max des Strahls ist.

Eine solche Einrichtung erlaubt es, den Oxide-Anteil des Überzugs effizient zu beherrschen, da festgestellt wurde, dass der Oxide-Anteil des Überzugs stark von der Maximal-Intensität I_max des Strahls abhängt.
Vorteilhafter Weise misst und behandelt der Computer ferner die Breite/Ausdehnung L des Strahls, wobei L ebenfalls ein Spritz-Merkmal bildet, wobei beim Behandeln der Spritz-Merkmale eine Prioritäts-Ordnung definiert ist, wobei das Behandeln der maximalen Leuchtstärke I_max jedoch vorrangig bleibt, wobei die Kamera dazu geeignet ist, den Strahl mit einer Auflösung von wenigstens gleich 0,5 mm zu beobachten, wobei L proportional zum typischen Abstand der Verteilung der Leuchtstärke des Strahls entlang einer geometrischen Linie quer zum Strahl ist. Eine solche Anordnung ermöglicht es, gleichermaßen die Härte des Überzugs zu beherrschen, da festgestellt wurde, dass diese Härte stark von der Breite/Ausdehnung L des Strahls abhängt.
Vorteilhafter Weise misst und behandelt der Computer ferner die Position P des Strahls, wobei P ebenfalls ein Spritz-Merkmal bildet, wobei beim Behandeln der Spritz-Merkmale eine Prioritäts-Ordnung definiert ist, wobei das Behandeln der maximalen Leuchtstärke I_max jedoch das vorrangigste bleibt, wobei die Kamera dazu geeignet ist, den Strahl mit einer Auflösung von wenigstens gleich 0,5 mm zu beobachten, wobei P, in einem konstanten Wert P₀ nahebei, der Mittelwert der Verteilung der Leuchtstärke des Strahls entlang einer geometrischen Linie quer zum Strahl ist.
Eine solche Anordnung ermöglicht es, gleichermaßen die Einschnitt-Rate des Überzugs zu beherrschen, da festgestellt wurde, dass diese Einschnitt-Rate stark von der Position P des Strahls abhängt.
Weiterhin in vorteilhafter Weise:

d. umfassen die Sensoren gleichermaßen ein optisches Pyrometer, welches dazu geeignet ist, auf Distanz die thermische Strahlung an der Oberfläche eines möglicherweise vorhandenen, zu beschichtenden Teils zu messen, welches vor dem Handteil angeordnet ist, wobei das Pyrometer ein enges (Mess-)Feld aufweist, wobei das Pyrometer derart positioniert ist, dass das (Mess-)Feld dem Strahl auf das Teil so nahe wie möglich kommt, ohne jedoch mit dem Strahl zu intervenieren, wobei das Pyrometer gleichermaßen dazu geeignet ist, mittels der Verbindung Sensoren-Computer periodisch den Temperatur-Messwert zum Computer zu übertragen;
e. der Computer dazu geeignet ist, den Temperatur-Messwert in Abhängigkeit vom Emissivitäts-Koeffizienten des Überzugs zu korrigieren, wobei dieser Messwert T dann ebenfalls ein Spritz-Merkmal bildet, wobei der Computer dazu geeignet ist, die Spritz-Merkmale gemäß einer Prioritäts-Ordnung zu behandeln, wobei das Behandeln der maximalen Leuchtstärke I_max das vorrangigste ist, wobei das Behandeln der Temperatur T an zweiter Stelle der Priorität kommt. Eine solche Anordnung ermöglicht es schließlich, den Normalbetriebs-Bereich des Handteils auszuweiten. Es wurde nämlich festgestellt, dass der Anteil von Oxiden gleichermaßen von der Temperatur der Ablagerung abhängt, aber zu einem geringeren Grad, als von der Maximal-Intensität I_max des Strahls. Wenn es nicht mehr möglich ist, I_max zu korrigieren, ohne die Versorgungs-Parameter ihren Normalbetrieb-Bereich verlassen zu lassen, weil/wenn das Handteil zu stark abgenutzt ist, erlaubt die Einrichtung noch, auf die Temperatur T der Ablagerung einzuwirken, um den gewählten Oxid-Anteil zu garantieren.

Vorzugsweise wird die Kamera vom CCD-Typ sein, wobei das Akkumulieren von Ladung in den Pixeln der Matrix bewirkt, dass die hochfrequenten Vibrationen des Strahls gefiltert werden, und in der Folge die Schätzung der Merkmale des Strahls verbessert wird, und als Rückwirkung das thermische Spritzen besser beherrscht wird. Die Messungen können einfach im sichtbaren Licht-Spektrum ausgeführt werden. Im Falle von Anwendungen, welche eine gute Beherrschung der Fabrikations-Verfahren erfordern, beispielsweise in der Aeronautik-Industrie und Raumfahrt-Industrie, nimmt man eine Kamera, welche Bilder des Strahls mit einer Auflösung von wenigstens gleich 0,1 mm bietet, um die Spritz-Merkmale, und mittels Rückwirkung die Merkmale der bewirkten Ablagerungen, besser zu beherrschen.
Die Kamera, das Pyrometer und die Informatik-/Informations-Vorrichtungen, welche verwendet werden, sind im Handel gängig und kostengünstig, was auch das zweite Problem löst.
Mit Blick auf die folgende, detaillierte Beschreibung einiger mit Zahlen versehener Ausführungs-Beispiele und der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung besser verstanden werden, und die Vorteile, welche sie verschafft, werden klarer erscheinen.
Beschreibung der Figuren
1 schematisiert eine thermische Spritzeinrichtung.
2 zeigt ein Handteil zum thermischen Spritzen mittels Plasma-Lichtbogen mit transversaler Injektion des aufzubringenden Materials als Pulver, wobei der Strahl entlang der geometrischen Achse gesehen ist, welche in 1 mit 56 bezeichnet ist.
3 zeigt die Sensoren, welche in der CCD-Kamera und dem optischen Pyrometer enthalten sind.
4 zeigt das optische Pyrometer und seine Ziel-Vorrichtung.
5 zeigt ein Beispiel des relationalen Schemas der Information der Daten-Basis.
6 zeigt die von Computer behandelten Bilder.
7 zeigt ein synthetisches Beispiel des Algorithmus zum Sicherstellen der Funktionen des Computers.
Detaillierte Beschreibung
Es wird zuerst eine typische Einrichtung zum thermischen Spritzen, und die Steuer-Vorrichtung, welche ihr gemäß der Erfindung zugeordnet ist, beschrieben.
Zuerst wird auf 1 Bezug genommen. Die thermische Spritzeinrichtung 10 umfasst ein Handteil zum thermischen Spritzen 12, mit einer geometrischen Achse 14, welches entlang dieser geometrischen Achse 14 einen Strahl 16 spritzt, welcher von einem Fluss heißen Gases gebildet wird, welches mit schmelzenden Tröpfchen des zu spritzenden Materials beladen ist: Metall, Metall-Legierung, Keramik oder Zement. Der Strahl 16 ist divergent, und weist üblicherweise die Form eines Rotationskegels auf, welcher auf der geometrischen Achse 14 zentriert ist. Manchmal entweicht eine sehr leuchtkräftige Flamme 17 aus dem Handteil 12 in der Zone des Scheitelpunkts des durch den Strahl 16 gebildeten Kegels. Im Fall von Plasma-Handteilen kann diese Flamme 17 eine Temperatur von 8000°K erreichen. Außerhalb dieser Flamme 17 ist der Strahl gleichermaßen leuchtkräftig, aber diese Leuchtstärke rührt jetzt im Wesentlichen nur von Tröpfchen von im Schmelzen begriffener Materie her. Der Strahl 16 ist normalerweise auf der geometrischen Achse 14 zentriert. Aufgrund der hohen Temperaturen, welche im Handteil 16 eingesetzt werden, und trotz der Kühlvorrichtungen, welche in den Handteilen 16 integriert sind, nutzen sich die Handteile 16 insbesondere mittels Erosion während ihres Betriebs ab, wobei diese Abnutzungen die Merkmale des Strahls 16 modifizieren können, den Strahl 16 deformieren können, oder ihn von der geometrischen Achse 14 abweichen lassen können.
Nun wird simultan auf 1 und 2 Bezug genommen. Das Handteil 12 arbeitet mittels Lichtbogen-Plasma, und ist vom zur transversalen Injektion geeigneten Typ, und umfasst: eine Injektions-Vorrichtung 18 mit einer geometrischen Achse 20, senkrecht zur geometrischen Achse des Handteils 14, wobei diese Injektions-Vorrichtung 18 das zu spritzende Material mit Hilfe eines als Träger bezeichneten Gases als Pulver in den Strahl 16 injiziert, wobei diese Injektion gerade am Ausgang des Handteils 12 in der Zone des Gipfels des vom Strahl 16 gebildeten Kegels stattfindet, wobei diese Injektion quer zum Strahl 16 erfolgt, und eine Abweichung des Strahls 16 in der zur Injektions-Vorrichtung 18 entgegengesetzten Richtung hervorruft, wobei der Strahl 16 also normalerweise/senkrecht von der geometrischen Achse 14 abweicht.
Die durch den Strahl 16 gespritzten Tröpfchen aus schmelzendem zu spritzenden Material kommen mit großer Geschwindigkeit an, und prallen auf die Oberfläche des zu bedeckenden Teils 22, um hier durch Verfestigen und Anhaften die gesuchte Ablagerung 24 zu bilden. Diese Ablagerung 24 wird normalerweise aus aufeinanderfolgenden Lagen gebildet, wobei das Handteil 12 die Oberfläche des Teils 22 in mehreren Durchgängen überstreicht. Man bezeichnet mit 26 die Oberfläche des Teils 22, welches) in einem gegebenen Moment dem Strahl 16 ausgesetzt ist.
Die thermische Spritzeinrichtung 10 weist gleichermaßen eine Leitung 28 und einen Steuer-Schrank 30 auf, wobei dieser Steuer-Schrank 30 das Handteil mittels der Leitung 28 mit Ingredienzen versorgt, wobei dieses Versorgen darin besteht, dem Handteil 12 die für seinen Betrieb benötigten Ingredienzen zuzuführen. Man bezeichnet mit "Versorgungs-Parametern" die Durchflüsse dieser Ingredienzen. Im Fall eines Plasma-Lichtbogen-Handteils sind die essentiellen Versorgungs-Parameter des Handteils:

• Der Strom des elektrischen Lichtbogens I und die Spannung V, welche hieraus resultiert;
• Der Durchfluss jedes Plasma-Gases, wie Wasserstoff H₂ und Argon Ar, ausgedrückt beispielsweise in Litern pro Minute, wobei die Liter als unter Atmosphärendruck angesehen werden;
• Der Durchfluss an Materie Dm, ausgedrückt beispielsweise in Gramm pro Minute;
• Der Durchfluss von Träger-Gas, beispielsweise ebenfalls in Litern pro Minute ausgedrückt, wobei dieses Gas gewöhnlicherweise Argon ist, und als Ar_Träger bezeichnet wird.

Das Handteil 12 ist mittels Luftzirkulation gekühlt.
Das Handteil kann mit der Hand gehalten werden, beispielsweise für die Instandsetzung von metallischen Kunstwerken. Es wird häufiger in einer Einrichtung 40 verwendet, welche bevorzugt automatisiert ist, was die Wartung, das Positionieren und das relative Plazieren des Handteils 12 und des zu behandelnden Teils 22 sicherstellt. Die Einrichtung 40 wird bevorzugterweise einen Roboterarm 42 umfassen, welcher das Handteil 12 hält, sowie ein fixes oder schwenkbares Träger-Teil 44, und schließlich das Teil 22 vor dem Handteil 12.
Es wird nun auf 3 Bezug genommen. Gemäß der Erfindung umfasst die Spritz-Einrichtung 10 die mitgeführten Sensoren 52, welche an das Handteil 12 derart angefügt sind, dass sie ihm bei seinen Bewegungen während des thermischen Spritzens folgen, wobei die mitgeführten Sensoren 52 dann in einer konstanten Relativ-Position bezüglich des Handteils 12 verbleiben.
Die mitgeführten Sensoren 52 werden gebildet aus: zuerst einer CCD-Kamera 54, welche dazu geeignet ist, numerische Bilder des Strahls 16 zu liefern, welche transversal, mit Blick senkrecht auf diesen Strahl 16, aufgenommen sind. Wenn der Strahl 16 an seinem Anfang eine Flamme 17 aufweist, ist die Kamera 54 derart angeordnet, dass sie ein Bild des Strahls 16 außerhalb der Flamme 17 liefert, das heißt stromabwärts von dieser Flamme 17, damit das Bild des Strahls 16 nicht durch die Leuchtkraft der Flamme 17 verschleiert wird. Man bezeichnet mit 56 die geometrische Achse des Blickfeldes der Kamera 54. Bevorzugt, aber nicht obligatorisch, ist die Kamera 54 an der Seite des Handteils 12 angeordnet, und sieht den Strahl 16 mittels eines Blickfeld-Spiegels 58, welcher unter 45° vor der Kamera 54 angeordnet ist, wobei dieser Blickfeld-Spiegel 58 die geometrische Achse der CCD-Kamera 56 um 90° ablenkt, und dieser CCD-Kamera 54 erlaubt, den Strahl 16 zu sehen. Eine solche Anordnung erlaubt daher, den Platz zwischen dem Handteil 12 und dem Teil 22 weitestgehend möglich freizugeben.
Die Kamera muss eine ausreichende Auflösung aufweisen, um Details von 0,5 mm im Strahl 16 aufzunehmen. Diese Auflösung ist tatsächlich notwendig, um eine Abweichung des Strahls von 0,5 mm zu detektieren und zu messen. Im Fall aeronautischer Anwendungen müsste diese Auflösung sogar wenigstens gleich 0,1 mm betragen, um die Merkmale der Ablagerung mit einer ausreichenden Genauigkeit zu beherrschen. In diesem Beispiel weist die Kamera eine CCD-Matrix (Charge Coupled Device) von 640 × 480 Pixeln auf, mit einer von 1/30 Sekunden bis 1/2000 Sekunden reichenden Belichtungsdauer, um Strahlen von sehr unterschiedlicher Leuchtstärke mit einer ausreichenden Genauigkeit, und ohne die Pixel der Matrix zu sättigen, zu untersuchen. Die Empfindlichkeit der CCD-Kamera kann auf das sichtbare Spektrum begrenzt sein. Eine Schwarz-Weiß-Kamera ist ausreichend, aber man kann gleichermaßen eine Farbkamera verwenden. Eine solche Kamera ist geläufiger Weise mit geringen Kosten kommerziell erhältlich. Es genügt, wenn sie eine ausreichende Widerstandsfähigkeit gegenüber der bei dem thermischen Spritzen freigesetzten Wärme aufweist.
Im Fall, dass das Handteil 12 eine Injektions-Vorrichtung 18 für als Pulver zu spritzendes Material aufweist, ist die Kamera 54 derart angeordnet, dass sie den Strahl 16 entlang einer geometrischen Achse 56 im Wesentlichen senkrecht zur geometrischen Achse 20 der Injektions-Vorrichtung 18 sieht, wobei diese Position es erlaubt, die durch diesen Injektions-Modus hervorgerufene Abweichung des Strahls 16 am besten zu sehen, wobei diese Position es in der Folge erlaubt, die Abweichung des Strahls 16 effizienter zu steuern.
Bezüglich der klassischen Akquisitions-Vorrichtungen, wie einer Fotodioden-Zeile, weist die CCD-Kamera die folgenden Vorteile auf:

• Glätten der hochfrequenten Vibrationen des Strahls, welche durch die Wirkung des Ansammelns der Ladungen in den Pixel der CCD-Matrix erhalten werden, wobei dieses Ansammeln proportional/im Verhältnis zu ("en proportion") zur Leuchtstärke, welche sie empfangen, erfolgt, wobei das Glätten verhindert, dass die Messungen verfälscht werden, und Instabilitäten in die Steuerung des Handteils eingeführt werden. Die Sensoren integrieren nämlich die empfangene Leuchtstärke während der Belichtungsdauer derart, dass die Variationen der Leuchtstärke des Strahls 16, welche diese Vibrationen hervorrufen, mit dem Verhältnis d/t geteilt werden, wobei d die Belichtungsdauer und t die Periode der Vibrationen des Strahls ist. In einer klassischen Vorrichtung müsste man elektronische Tiefpassfilter an jedem der fotoempfindlichen Elemente anordnen, was ihren Platzbedarf vergrößert und ihre Anzahl begrenzt.
• Große Auflösung bei einem kleinen Volumen, etwa einigen Kubikzentimetern.
• Kostengünstige Vorrichtung, welche es erlaubt, Bilder mittels standardisierter und in gängiger Weise kommerziell verfügbarer Mittel aufzunehmen und an den Computer zu übertragen.

Die mitgeführten Sensoren 52 bestehen gleichermaßen aus: einem optischen Pyrometer 70 mit geometrischer Achse 72, welches auf Distanz die thermische Strahlung misst, welche von einer als "zu messend" bezeichneten Oberfläche 73 emittiert wird, wobei die Mess-Oberfläche 73 entlang der geometrischen Achse 72 von geringen Ausmaßen ist. Das Pyrometer 70 ist gerichtet/ausrichtbar, und es ist dazu geeignet, auf das Teil 22 am nächsten bei der Spritz-Zone 26 gerichtet zu werden, ohne jedoch mit dieser Spritz-Zone 26 zu interferieren, das heißt, dass die Mess-Zone 73 nahe bei, oder sogar benachbart zu der Spritz-Zone 26 ist, aber nicht mit dieser Spritz-Zone 26 interferiert. Anders ausgedrückt, weist das Pyrometer 70 ein schmales (Mess-)Feld auf, und ist derart angeordnet, dass das (Mess-)Feld möglichst nahe an den Strahl 16 auf das/dem Teil 22 herankommt, ohne jedoch mit diesem Strahl 16 zu interferieren. Mit dieser Anordnung bleibt der sehr leuchtkräftige Strahl 16 außerhalb des (Mess-)Feldes des Pyrometers, und insbesondere der Mess-Zone 73, so dass das Pyrometer 70 die thermische Strahlung der Ablagerung 24 empfängt, aber nicht die leuchtkräftige Strahlung des Strahls 16, welche dazu geeignet wäre, die Messung der Temperatur der Ablagerung zu verfälschen. Um das Positionieren des Pyrometers 70 zu erleichtern, umfasst dieses bevorzugt ein Laser-Sichtgerät 74, welches einen leuchtkräftigen Fleck auf die Mess-Zone 73 projiziert.
Die Messung der thermischen Strahlung wird üblicherweise in Infraroten aufgeführt, das heißt in der Bande elektromagnetischer Strahlung, welche von 0,8 μm bis 14 μm reicht. Im speziellen Fall der Lichtbogen-Plasma-Handteile wird diese Messung vorteilhafterweise in der Bande 8 μm bis 14 μm vorgenommen, um eine stabile, präzise und kostengünstigere Messung zu erreichen. Es wurde nämlich für diesen Typ Handteil festgestellt, dass sich in der Nähe des Strahls 16 eine Ionisation von Wasserdampf H₂O und carbonischem CO₂-Gas bildet, welche in der Luft enthalten sind, wobei diese Ionisation eine Absorption der Infrarotstrahlung in den Banden 0,8 μm–3,46 μm und 4,78 μm–8 μm für den Wasserdampf, und in der Bande 4,2 μm bis 4,5 μm für das carbonische Gas hervorruft. Es wurde festgestellt, dass die Temperaturmessungen, welche ohne Ausschließen dieser Absorptions-Banden erfolgten, instabil sind und von Hintergrund-Rauschen beeinflusst sind, was sie schwer verwendbar macht. Es ist daher bevorzugt, die Messung in der Bande 8 μm–14 μm auszuführen, wobei diese Bande ausreichend groß ist, damit das Pyrometer 70 mit einem kostengünstigeren Filter versehen werden kann. Es ist gleichermaßen möglich, diese Messung in den Banden 3,46 μm–4,2 μm oder 4,5 μm–4,78 μm auszuführen, aber diese sind schmal, und es ist daher notwendig, das Pyrometer 70 mit leistungskräftigen schmalbandigen, und daher teueren, Filtern zu versehen. Ein Beispiel eines Sichtgerätes 74 ist in 4 gezeigt. Das Sichtgerät 74 projiziert ein schmales Laser-Bündel 78 entlang der geometrischen Achse 72 des Pyrometers 70. Hierzu umfasst das Sichtgerät einen Diodenlaser 76, welcher an der Seite des Pyrometers 70 angeordnet ist, wobei der Diodenlaser 76 vor dem Pyrometer 70, parallel zu seiner geometrischen Achse 72 einen Laserstrahl 78 emittiert, wobei der Laserstrahl 78 mit einem klassischen Spiel von zwei Spiegeln 80 und 82 auf die geometrische Achse des Pyrometers 72 zurückgeführt wird, wobei der zweite Spiegel 82 teilreflektierend ist, und auf der geometrischen Achse des Pyrometers 72 angeordnet ist. Mit einer solchen Anordnung hängt das Regeln des Sichtgerätes nicht von dem Abstand zwischen dem Pyrometer 70 und der Oberfläche des Teils ab, dessen Temperatur zu messen ist.
Es sei angemerkt, dass das Pyrometer 70 nur für perfekte schwarze Körper eine exakte Temperaturmessung liefert. In der Realität ist der Emissivitäts-Koeffizient E der Materie zu berücksichtigen, deren Temperatur man misst, wobei dieser Emissivitäts-Koeffizient E zwischen 0 und 1 umfasst ist, wobei die reelle Temperatur T mit der mittels des Pyrometers beobachteten Temperatur T_obs durch die folgende Beziehung verbunden ist: T≅C/λ[ln(E) + C/λ. Tobs] – 273 mit C = 0,00144,wobei T_obs die absolute Temperatur ist, ausgedrückt in Grad Kelvin, und wobei T der Bequemlichkeit halber in Grad Celsius ausgedrückt wird.
Die gemessene Temperatur kann daher mittels analoger oder numerischer Mittel berechnet werden.
Es wird nun erneut auf 3 Bezug genommen. Die mitgeführten Sensoren 52 sind im Innern einer geschlossenen Wand 90 angeordnet, welche sie gegen äußere Agenzien schützt, wobei diese Wand 90 jedoch Öffnungen 92 umfasst, welche es der Kamera 54 erlauben, den Strahl 16 zu sehen, und es dem Pyrometer 70 erlauben, die Oberfläche des Teils 22 zu sehen, wobei diese Wand 90 eine Druckluft-Versorgung 94 umfasst, wobei diese Druckluft aus den Öffnungen 92 herauskommt, und ein Hindernis für das Eindringen von Stäuben und Tröpfchen in die Wand während des Betriebs des Handteils 12 darstellt, wobei diese Stäube und Tröpfchen dazu geeignet sind, sich auf den Sensoren 52 abzulegen, und insbesondere deren optische Komponenten zu verschmutzen.
Es wird nun erneut auf 1 Bezug genommen. Die thermische Spritzeinrichtung 10 umfasst gleichermaßen einen Computer 100, welcher mittels der Verbindung 110 mit den mitgeführten Sensoren 52, etwa der Kamera 54 und/oder dem Pyrometer 70 verbunden ist. Mittels dieser Verbindung 110 ist der Computer 100 in der Lage, in Echtzeit die von der Kamera 54 stammenden numerischen Bilder 112, sowie die vom Pyrometer 70 stammenden Temperatur-Werte 114 zu empfangen. Der Computer 100 ist gleichermaßen mittels der Verbindung 120 mit dem Steuer-Schrank 30 verbunden. Mittels dieser Verbindung 120 ist der Computer 100 in der Lage, in Echtzeit die Versorgungs-Parameter zu dem Steuer-Schrank 30 zu übertragen. Mittels dieser Verbindung 120 ist der Computer in der Lage, in Echtzeit die Versorgungs-Parameter vom Steuer-Schrank 30 zu empfangen, beispielsweise die Spannung V des Lichtbogens im Fall eines Plasma-Handteils. Unter dem Begriff "Echtzeit" ist der Informations-Wert zu verstehen, welcher nach seinem Empfang angewendet wird, oder der Informations-Verlaufs-Wert, welcher übertragen werden wird. Der Computer 100 kann ein kommerziell gängiger Mikro-Computer sein, welcher mit geeigneten Verbindungsmitteln versehen ist, um mittels der Verbindungen 110 bzw. 120 mit den Sensoren 52 und dem Steuer-Schrank 30 verbunden zu werden, wobei dieser Computer 100 gleichermaßen eine ausreichende Leistungsfähigkeit aufweisen muss, um die Bearbeitung mit der angemessenen Frequenz auszuführen.
Es wird nun auf 5 Bezug genommen. Der Computer 100 umfasst gleichermaßen eine Datenbank 130, welche die notwendigen Informationen zum Steuern und Leiten des thermischen Spritzens enthält. In diesem Beispiel sind die Informationen in Modellen umgruppiert, wobei jedes Modell die notwendigen Informationen liefert, um einen Vorgang des Auftragens mittels thermischen Spritzens mit einem Handteil, eine Zusammensetzung der Ablagerung, und Merkmale der spezifischen Ablagerung zu steuern.
Das Modell umfasst zuerst die es bestimmenden Informationen, das heißt:

• Das Modell des verwendeten Handteils;
• die Zusammensetzung der zu bewirkenden Ablagerung;
• die zu erhaltenden Merkmale der Ablagerung;

Das Modell umfasst die allgemeinen Informationen:

• Emissivitäts-Koeffizient zum Berechnen der exakten Temperatur, ausgehend von dem vom Pyrometer angegebenen Messwert;
• Aufnahme-Periode der Bilder der CCD-Kamera;
• Anzahl der Bilder pro Charge;
• Niveau des Ofen-Rauschens;
• Schwell-Niveau der Stabilität des Strahls.

Ein Modell umfasst die Spritz-Merkmale, welche in Betracht zu ziehen sind, und deren Steuern/Regeln man sicherstellen muss, das heißt:

• I_max: maximale Leuchtstärke des Strahls;
• L: Größe des Strahls;
• P: Position des Strahls;
• T: Temperatur der Ablagerung.

Für jedes dieser Spritz-Merkmale umfasst das Modell gleichermaßen:

• eine Prioritäts-Ordnung;
• einen als "akzeptabel" bezeichneten Bereich, welcher durch einen Minimal-Wert und einen Maximal-Wert definiert ist;
• und einen als "optimal" bezeichneten Bereich, welcher gleichermaßen durch einen Minimal-Wert und einen Maximal-Wert definiert ist, wobei der Optimal-Bereich selbstverständlich in dem akzeptablen Bereich des zugehörigen Spritz-Merkmales enthalten ist.

Das Model umfasst die Versorgungs-Parameter, auf welche man einwirken muss, um die Spritz-Merkmale zu steuern/regeln. Die Parameter variieren selbstverständlich mit dem verwendeten Handteil-Modell. Beispielsweise ist im Fall eines Plasma-Handteils:

• I: Intensität des Lichtbogens;
• Ar: Durchfluss des Plasma-Argon;
• H₂: Durchfluss des Plasma-Wasserstoffs;
• Ar_Träger: Durchfluss des Träger-Argons.

Das Modell umfasst für jeden Versorgungs-Parameter:

• Einen beim Starten eines thermischen Spritzvorgangs zum Steuer-Schrank zu übertragenden Anfangswert;
• Eine als Default angewendete Prioritätsordnung, welche einheitlich die Versorgungs-Parameter für alle Spritz-Merkmale betrifft, auf welche er einen Einfluss hat.
• Einen Normal-Betrieb-Bereich des Handteils, ausgedrückt durch einen Minimal-Wert und einen Maximal-Wert, wobei dieser Bereich gleichermaßen die Gültigkeits-Grenzen der Gleichung ausdrückt,
• einen Korrektur-Schritt.

Es sei angemerkt, dass in bestimmten komplexeren Fällen die Prioritätsordnung und der Normal-Betriebs-Bereich für jede Gleichung, auf welche der betrachtete Versorgungs-Parameter Einfluss nimmt, präzisiert werden müssen.
Das Modell liefert schließlich die statistischen Beziehungen zwischen den Spritz-Merkmalen und den Versorgungs-Parametern des Handteils in Form eines Systems von Gleichungen, von welchen jede Gleichung ein Polynom der folgenden Form ist: Spritz-Merkmal = F(Versorgungs-Parameter) = K + ΣiCipi + Σjkcjkpjpk wobei:

• K eine positive oder negative Konstante ist;
• c_i ein dem Versorgungs-Parameter i zugeordneter positiver oder negativer Koeffizient ist;
• p_i der derzeitige Wert des Versorgungs-Parameters i ist;
• C_jk ein dem Produkt zweier Versorgungs-Parameter j und k zugeordneter positiver oder negativer Koeffizient ist.

In der Praxis ist jedes Polynom linear, und mitunter vom Grad 2. Die höheren Grade sind denkbar, aber die Abschätzung der Beziehungen und des Grades der Anhängigkeit zwischen den Spritz-Merkmalen und den Versorgungs-Parametern bleiben delikat. Diese Beziehungen sind selbstverständlich statistische, und außerdem durch Labor-Recherchen etabliert. Sie sind mit einer akzeptablen Streuung nur im Innern eines spezifizierten Wertebereiches jedes Versorgungs-Parameters gültig. So kann der genannte "Normal-Betrieb-"Bereich entsprechen:

• Sei es den Begrenzungen des Handteils;
• Sei es den Begrenzungen der Gültigkeit der zugehörigen Gleichung in einem als akzeptabel bewerteten Abhängigkeits-Grad, zwischen dem betrachteten Spritz-Merkmal und den Versorgungs-Parametern, von denen es abhängt.

Vorzugsweise

• bestimmt die Gleichungs-Ordnung die Prioritäts-Ordnung, in welcher die Spritz-Merkmale korrigiert werden müssen.
• bestimmt die Ordnung der Versorgungs-Parameter in jeder Gleichung die Prioritäts-Ordnung, in welcher die Versorgungs-Parameter modifiziert werden müssen, um das zugehörige Spritz-Merkmal zu korrigieren.

Wir werden nun die Spritz-Merkmale präziser definieren, und es wird gleichzeitig auf die 1 und 5 Bezug genommen.
Die maximale Leuchtstärke des Strahls I_max ist die maximale Leuchtstärke des Strahls 16, wobei diese maximale Leuchtstärke des Strahls sich gewöhnlicher Weise im Zentrum des Strahls 16 befindet, seitlich von außen gesehen und stromabwärts von einer aus dem Handteil 12 austretenden eventuellen Flamme 17. Die Leuchtstärke ist eine physikalische Größe, welche in Watt pro Quadratzentimeter und pro Steradian ausgedrückt werden kann (W/m²/sr). Vorteilhafterweise nimmt man das maximale Leuchtstärke-Niveau der Pixel des Bildes von Punkten 112, welche von der Matrix der CCD-Kamera 54 gegeben werden. Dieses Leuchtstärke-Niveau ist den bekannten Bild-Standards, wie Bitmap, GIF, PSD usw. eigen/gemein. Es ist gewöhnlicherweise in 8 Bit codiert und konsequenterweise von Null bis 255 gestuft. Wenn die verwendete CCD-Kamera 54 Bilder in Farbe liefert, das heißt in additiver Trichromie Rot-Grün-Blau, könnte man einfacher Weise, aber nicht zwingend, das maximale Leuchtstärke-Niveau der Farbe Grün nehmen, da diese Farbe Grün dem Verhalten einer Schwarz-Weiß-CCD-Kamera am nächsten kommt.
Die Größe des Strahls L ist eine Größe, welche gewählt wird, um die Größe/Breite des Strahls 16 zu charakterisieren. Da die Ränder des Strahls 16 unscharf und unpräzise sind, wird vorzugsweise eine zum typischen Abstand σ der Verteilung der Leuchtstärke des Strahls in Richtung der Größe/Breite des Strahls proportionale Größe verwendet. In der Praxis wird der typische Abstand σ der Verteilung des Leuchtstärke-Niveaus der Pixel im Bild des Strahls 112 in dem Sinne der Größe/Breite des Strahls 16a auf diesem Bild 112 verwendet, beispielsweise entlang einer Pixel-Linie 154 senkrecht zur Position 14a auf dem Bild 112 der geometrischen Achse des Handteils 14. Es wird beispielsweise L = 2σ, in Millimetern ausgedrückt, verwendet.
Die Position des Strahls P ist die Position des Strahls bezüglich der geometrischen Achse 14 des Handteils 12. Da die Ränder des Strahls unscharf und unpräzise sind, wird P vorzugsweise der Mittelwert der Verteilung der Leuchtstärke des Strahls sein, ebenfalls in Richtung der Breite/Größe des Strahls 16a auf dem Bild 112, beispielsweise, und wie vorhergehend, entlang einer Pixel-Linie 154 senkrecht zur Position 14a auf dem Bild 112 der geometrischen Achse des Handteils 14.
Es wurde festgestellt, dass die Verteilung der Leuchtstärke-Niveaus der Pixel in Richtung der Größe/Breite des Strahls 16a auf seinem Bild 112 ungefähr dem gut bekannten Gauß-Gesetz in der Form: I = G(Imax, P, σ) = Imax·exp( – (X – (P + P0))2/σ2)/2πfolgt, mit

I: = Leuchtstärke-Niveau der Pixel in Richtung der Größe/Breite des Strahls;
x: = Position des Pixels;
P₀: = Position 14a der geometrischen Achse 14 auf dem Bild 112,

14a

12

112

In der Folge ist es vorteilhaft, diese zusätzliche Information auszunutzen, und I_max und σ aus der Abschätzung des Gauß-Gesetzes G der Verteilung der Leuchtstärke-Niveaus der Pixel, wie vorhergehend, in der Richtung der Größe/Breite des Strahls 16a auf dem Bild 112 abzuleiten, beispielsweise, und wie vorhergehend, die Länge einer Zeile von Pixeln 154 senkrecht zur Position 14a auf dem Bild 112 der geometrischen Achse des Handteils 14, wobei diese Abschätzung beispielsweise mittels des gut bekannten, als "der kleinsten Quadrate" bezeichneten, Verfahrens ausgeführt werden könnte.
Um den Einfluss parasitärer Beleuchtungen und Leucht-Reflexe jeder Art rings der thermischen Spritz-Einrichtung zu reduzieren, da diese parasitären Beleuchtungen dazu geeignet sind, auf den Bildern 112 einen diffusen Schleier 156 auf Teilen des Bildes des Strahls 16a, sowie von Reflexen herrührende klare Flecken 158 hervorzurufen, wobei dieser Schleier und diese klaren Flecken 156 dazu geeignet sind, die Schätzung der Merkmale des Strahls in nicht wiederholbarer Weise zu verfälschen, berücksichtigt man vorzugsweise nur diejenigen Pixel, deren Leuchtstärke-Niveau oberhalb eines Schwell-Wertes liegt, welcher als "Hintergrund-Rausch-Niveau" bezeichnet wird. Dieser Schwell-Wert wird leicht durch eine gesonderte Analyse einiger Testbilder bestimmt. In der Praxis ist er auf der Leuchtstärke-Niveau-Skala, welche sich von 0–255 erstreckt, auf den Bildern 112 gleich 4 oder 5 ist. Die Temperatur der Ablagerung T ist die mittels des Pyrometers 70 gemessene, und in Abhängigkeit von der Emissivität der Ablagerung korrigierte Temperatur.
Die CCD-Kamera muss eine ausreichende Auflösung aufweisen, um die Breite des Strahls L und seine Position P mit einer Genauigkeit von 0,5 mm in gängigen Applikationen, und von 0,1 mm in aeronautischen Applikationen zu messen. Dies bedeutet, dass die Messungen repetitiv sein müssen, und dass sie Abstände von 0,5 mm bzw. von 0,1 mm in den Variationen der gemessenen Größen detektieren können müssen. Die hier verwendete Kamera hat eine Matrix von 640 × 480 Pixeln.
Es wird gleichzeitig auf die 1-6 Bezug genommen. Der Computer 100 ist mit einer Steuer-Software versehen, welche auf die Datenbasis 130 zugreift, um die folgenden Funktionen bereitzustellen:

• Dem Steuer-Schrank zu Beginn eines Ablagerungs-Vorgangs die Anfangswerte der Versorgungs-Parameter zu geben.
• N-mal pro Sekunde Bilder 112 aufzunehmen, welche aus der CCD-Kamera stammen, und sie in Chargen von Nl-Bildern neu zu gruppieren, und am Ende jeder Bilder-Charge einen vom Pyrometer ausgegebenen Messwert der Temperatur 114 zu erhalten.

• Für jedes Bild, ausgehend von ausgewählten Bild-Pixeln auf einer transversalen Pixel-Zeile 154 im Bild des Strahls 16a, deren Leuchtstärke-Niveau nI größer ist als dasjenige des Ofen-Rauschens, die verwendeten Merkmale des Strahls zu berechnen.
• Wenn man mit x den Rang der Pixel entlang der Pixel-Zeile 154 bezeichnet, mit P₀ die Position 14a im Bild 112 der geometrischen Achse des Handteils 14, mit nI das Leuchtstärke-Niveau der Pixel und mit n die Anzahl der Pixel, können I_max, L und P durch die folgenden Formeln berechnet werden:
• I_max = Maximum (nI)
• P = Mittelwert von x = Σx·nI/ΣnI – P₀
• L = 2 × typischer Abstand = 2 σ = 2. Quadratwurzel[Σ(x·nI)²/n – (P + P₀)²]
• I_max, P und L sind bevorzugt von einem etablierten Gauß-Gesetz abgeleitet, beispielsweise mittels des wohl bekannten, als "der kleinsten Quadrate" bezeichneten Verfahrens, ausgehend von der Verteilung der Leuchtstärke-Niveaus nI der Pixel entlang der Pixel-Zeile, wobei dieses Gauß-Gesetz die Form annimmt: Imax·exp(– x – (P + P0))2/σ2)/2π

Es handelt sich dabei um eine bevorzugte Form der Implementierung, bei welcher die Position P des Strahls in Bezug auf eine der geometrischen Achse des Handteils 12 zugeordneten Referenz-Position P₀ geschätzt wird. Es versteht sich, dass jede andere Schätzung von P, welche in einem konstanten Wert nahebei berechnet ist, das gleiche Resultat gibt. Es genügt, den konstanten Term in der Gleichung, welche das Spritz-Merkmal P liefert, in Abhängigkeit der Versorgungs-Parameter, welche einen Einfluss auf P haben, zu ändern.
Aus sprachlicher Bequemlichkeit bezeichnet man mit "Behandeln" das Ausnutzen der Spritz-Merkmale zu dem Zweck, neue Versorgungs-Parameter zu berechnen und zum Steuer-Schrank zu übertragen. In diesem Rahmen stellt der Computer 100 die folgenden Funktionen sicher:

• Für jede Charge verifizieren, dass der Strahl 16 stabilisiert ist, indem verifiziert wird, dass die Abstände der Merkmale des Strahls zwischen den Bildern der Charge höchstens gleich dem Stabilitäts-Schwell-Niveau des Strahls sind.
• Für jede Charge von Bildern, welches sich auf einen stabilisiert gehaltenen Strahl 16 bezieht:
• Berechnen der Spritz-Merkmale unter Mittelung der Messungen von I_max, L, P, und unter Korrigieren der Temperatur T in Abhängigkeit von der Emissivität der gemessenen Oberfläche.
• Aufsuchen des wichtigsten Spritz-Merkmals, welches außerhalb seines vordefinierten Akzeptanz-Bereiches abgewichen ist, und Bestimmen des zu korrigierenden Versorgungs-Parameters sowie seinen neuen Wert, welche dazu geeignet sind, das Spritz-Merkmal zu seinem Akzeptanz-Bereich zurückzuführen, und ihr Übertragen zum Steuer-Schrank 30.
• Ausgeben eines Alarmsignals und Übertragen eines Halte-Befehls zum Steuer-Schrank, wenn es nicht möglich ist, ein Spritz-Merkmal zu seinem Akzeptanz-Bereich zurückzuführen, ohne alle Versorgungs-Parameter ihre vorbestimmten Normal-Betriebs-Bereiche verlassen zu lassen.
• Wenn alle Spritz-Merkmale sich jeweils in ihrem Akzeptanz-Bereich befinden: Aufsuchen des wichtigsten Spritz-Merkmals, welches sich außerhalb seines vordefinierten Optimal-Bereiches befindet, und Bestimmen und Übertragen des zu korrigierenden Versorgungs-Parameters, sowie seinen neuen Wert, welche dazu geeignet sind, diesen Spritz-Parameter zu seinem Optimal-Bereich zurückzuführen, zum Steuer-Schrank. Aus Gründen der Einfachheit, und obwohl dies nicht zwingend ist, werden die Spritz-Merkmale mit den gleichen Prioritäts-Ordnungen behandelt.

Die 6 liefert in einer synthetischen Form ein Algorithmus-Beispiel, welches diese Funktionen sicherstellt. Es ist synthetisch, da es nur die allgemeine Logik der Steuerung/Regelung und des Leitens des Betriebs des Handteils wiedergibt, ohne ("car relèvent") eine evidente Programmierung: sei es die Schätzung der Spritz-Merkmale, die Wahl der Spritz-Merkmale, und der zugehörigen zu korrigierenden Versorgungs-Parameter, sowie der Berechnung dieser Korrektion.
Wir werden nun einige Zahlenbeispiele zum Ausführen der vorliegenden Erfindung untersuchen. Das eingesetzte Handteil ist ein Handteil zum thermischen Plasma-Spritzen mittels externer Injektion, und genauer das Modell F4MB, welches von der Schweizer Gesellschaft, deren Firmenname Sulzer Metco ist, vertrieben wird. In diesen Beispielen wird das Handteil in im Wesentlichen gängigen/gleichen Betriebsbereichen verwendet, so dass die gleichen Gleichungen verwendet werden können.
Die allgemeinen Informationen sind die folgenden:

• Frequenz der Bild-Aufnahme = N = 100/Sekunde
• Anzahl der Bilder pro Charge = N1 = 10
• Niveau des Hintergrund-Rauschens = 5
• Niveau der Strahl-Stabilität = 1%

Es sei angemerkt, dass die von den Erfindern realisierte Einrichtung, die Bilder und die Temperatur-Messungen direkt an den Ausgängen des Computers verfügbar sind.
Die Werte der Spritz-Merkmale I_max, P, L und T sind durch die folgenden Gleichungen gegeben: Imax = –45,2957 – 1,51175·Ar + 38,2083·H2+ 0,234739·I – 8,94·ArTräger – 0,39724·ArH2 – 0,00272557·Ar·I + 1,04463·Ar·ArTräger + 0,0170028·H2·I – 6,46563·H2·ArTräger – 0,0231932·I·ArTräger P = –7,85889 + 0,0795898·Ar – 0,0244141·H2 + 0,00776811·I + 2,22168·ArTräger – 0,000712077·ArH2 – 0,0000521573·Ar·I – 0,0266113·Ar·ArTräger – 0,000616599·H2·I + 0,10376·H2·ArTräger – 0,000998757·I·ArTräger L = 17,9632 – 0,30375·Ar – 0,377083*H2 – 0,00725·I – 0,025·ArTräger + 0,0107292·Ar·H2 + 0,000126136·Ar·I + 0,04675·Ar·ArTräger – 0,0000473485·H2·I + 0,0395833·H2·ArTräger + 0,00206818·I·ArTräger T = –417,125 + 3,7875·Ar + 61,5625·H2+ 0,729545·I + 51,25·ArTräger – 0,380208·Ar·H2 – 0,00244318·Ar·I – 0,0625·Ar·ArTräger – 0,0260417·H2·I – 6,77083·H2·ArTräger – 0,0352273·I·ArTräger
In diesen Gleichungen:

• ist I in Ampere ausgedrückt.
• sind die Durchflüsse an Ar-, Ar_Träger- und H₂-Gas in Litern pro Minute, auf atmosphärischen Druck reduziert, ausgedrückt.
• weisen die Versorgungs-Parameter die gleichen Prioritäts-Ordnungen in jeder Gleichung auf, und werden daher in der folgenden abfallenden Prioritäts-Ordnung genommen: Ar, H₂, I, Ar_Träger. Diese Identität der Prioritäts-Ordnungen erfolgt einzig in diesem Handteil und ist nicht als allgemeine Regel zu sehen.

In der Praxis ist die Betriebsweise des Handteils nur durch die maximale dissipierte Leistung, also 55 kW, begrenzt. Wenn man eine Sicherheits-Marge von 10 kW annimmt, wird das Handteil nicht außerhalb von 45 kW verwendet, und die Intensität des Lichtbogens I wird durch die folgende Formel bestimmt I ≤ 45000/V,wobei V die Spannung des Plasma-Lichtbogens, ausgedrückt in Volt, ist, und vom Steuer-Schrank 30 über die Verbindung 120 zwischen dem Steuer-Schrank 30 und dem Computer 100 zum Computer 100 gegeben wird.
Die minimale Bogen-Intensität, sowie die Normal-Betriebs-Bereiche der anderen Versorgungs-Parameter, sei es Ar, H₂ und Ar_Träger korrespondieren zu den Bereichen, in welchen die Gleichungen gültig sind.
Folglich beispielsweise:

• Wenn I_max reduziert werden muss, erhöht man Ar um einen Wert, welcher seiner Schrittweite gleich ist, weil der Ar-Koeffizient in dieser Gleichung negativ, und gleich – 1,51175 ist. Wenn umgekehrt I_max erhöht werden muss, reduziert man im Gegenzug Ar um einen Wert gleich seiner Schrittwerte.
• Wenn Ar seinen Normal-Betriebs-Bereich verlässt, und wenn I_max reduziert werden muss, reduziert man daher H₂ um einen Wert gleich seiner Schrittwerte, weil der Koeffizient von H₂ in dieser Gleichung positiv ist, und gleich +38,2083 ist. Wenn umgekehrt I_max erhöht werden muss, erhöht man H₂ um einen Wert gleich seiner Schrittwerte.

In einem ersten Zahlenbeispiel besteht die Auflage aus CuNiln (Kupfer, Nickel und Indium), und muss einen Oxyd-Anteil von maximal gleich 2% aufweisen. Beobachtungen haben gezeigt, dass der Oxyde-Anteil, prozentual ausgedrückt, also ein Wert, welcher von 0% bis 100 reicht, durch die folgende Formel gegeben ist: Oxyd-Anteil = 0,0163213·Imax + 0,00778653·T,wobei die Variable I_max vorrangig vor der Variablen T ist, wobei das zu seiner Ablagerung korrespondierende Modell daher die vorher genannten Gleichungen umfasst, welche I_max und T liefern.
Die Optimal-Bereiche und die Akzeptanz-Bereiche, jeweils ausgedrückt durch einen Minimal-Wert und einen Maximal-Wert von I_max und T, sind die folgenden:
Die Anfangswerte der Versorgungs-Parameter und die Normal-Betriebs-Bereiche, ausgedrückt durch die Minimal-Werte/Maximal-Werte, sind durch die folgende Tabelle gegeben:
In einem zweiten Zahlenbeispiel muss die Ablagerung eine Härte von wenigstens gleich 120Hv aufweisen, wobei diese Ablagerung mit dem Handteil und der Ablagerungs-Zusammensetzung erreicht wird, welche oben genannt sind. Die Experimente haben gezeigt, dass die in Hv ausgedrückte Härte durch die folgende Formel gegeben ist: Härte = 8,4·L + 5,2·Imax
Da die Variable L die einflussreichste ist, verwendet der Anwender konsequenter Weise das folgende Gleichungssystem, in welchem L höhere Priorität aufweist als I_max: L = 17,9632 – 0,30375·Ar – 0,377083·H2 – 0,00725·I – 0,025·ArTräger + 0,0107292·Ar·H2 + 0,000126136·Ar·I + 0,04675·Ar·ArTräger – 0,0000473485·H2·I + 0,0395833·H2·ArTräger + 0,00206818·I·ArTräger Imax = –45,2957 – 1,51175·Ar + 38,2083·H2 + 0,234739I – 8,94·ArTräger – 0,39724·ArH2 – 0,00272557·Ar·I + 1,04463·Ar·ArTräger + 0,0170028·H2·I – 6,46563·H2·ArTräger – 0,0231932·I·ArTräger
Die Optimal-Bereiche und die akzeptablen Bereiche, ausgedrückt durch die Minimal-/Maximal-Werte von L und von I_max sind die folgenden:
Die Anfangswerte der Versorgungs-Parameter und der Normal-Betriebs-Bereiche, ausgedrückt durch die Minimal-/Maximal-Werte werden durch die folgende Tabelle gegeben:
Dieses dritte Zahlenbeispiel kombiniert die zwei vorhergehenden Beispiele. Die Ablagerung muss einen Oxyde-Anteil von maximal gleich 2%, und eine Härte von wenigstens gleich 120Hv aufweisen, wobei diese Ablagerung mit dem Handteil und der Ablagerungs-Zusammensetzung erreicht wird, welche vorher genannt wurden. Experimente haben gezeigt, dass der Oxyde-Anteil, ausgedrückt in Prozent, also von 0% bis 100%, und die Härte, ausgedrückt in Hv, durch die folgende Formel gegeben werden: Oxyde-Anteil = 0,0163213·Imax + 0,00778653·T Härte = 8,4·L + 5,2·T
Der Anwender verwendet hier das folgende Gleichungs-System, in welchem I_max vor L vorrangig ist, und L vor T vorrangig ist: Imax = –45,2957 – 1,51175·Ar + 38,2083·H2 + 0,234739·I – 8,94·ArTräger – 0,39724·ArH2 – 0,00272557·Ar·I + 1,04463·Ar·ArTräger + 0,0170028·H2·I – 6,46563·H2·ArTräger – 0,0231932·I·ArTräger L = 17,9632 – 0,30375·Ar – 0,377083·H2 – 0,00725·I – 0,025·ArTräger + 0,0107292·Ar·H2 + 0,000126136·Ar·I + 0,04675·Ar·ArTräger – 0,0000473485·H2·I + 0,0395833·H2·ArTräger + 0,00206818·I·ArTräger T = –417,125 + 3,7875·Ar + 61,5625·H2+ 0,729545·I + 51,25·ArTräger – 0,380208·Ar·H2 – 0,00244318·Ar·I – 0,0625·Ar·ArTräger – 0,0260417·H2·I – 6,77083·H2·ArTräger – 0,0352273·I·ArTräger
Die Optimal-Bereiche und die Akzeptanz-Bereiche, ausgedrückt durch die Minimal-/Maximal-Werte von I_max, L und T sind die folgenden:
Die Anfangswerte der Versorgungs-Parameter und die Normal-Betriebs-Bereiche, ausgedrückt durch die Minimal-/Maximal-Werte, werden durch die folgende Tabelle gegeben:
In einem fünften Zahlenbeispiel müssen die verbleibenden Spannungen der Ablagerung komprimierend sein, und auf –400 MPa (Mega-Pascal) begrenzt sein, wobei diese Ablagerung mit dem Handteil und der Ablagerungs-Zusammensetzung erreicht wird, welche vorher genannt wurden. Versuche haben gezeigt, dass die verbleibende Spannung durch die folgende Formel gegeben ist: SpannungMPa = 720,92 – 2,5342·T
Der Anwender verwendet hier eine einzige Gleichung, diejenige von T: T = –417,125 + 3,7875·Ar + 61,5625·H2+ 0,729545·I + 51,25·ArTräger – 0,380208·Ar·H2 – 0,00244318·Ar·I – 0,0625·Ar·ArTräger – 0,0260417·H2·I – 6,77083·H2·ArTräger – 0,0352273·I·ArTräger
Die Optimal-Bereiche und die Akzeptanz-Bereiche, ausgedrückt durch die Minimal-/Maximal-Werte von L und von T, sind die folgenden:
Die Anfangswerte der Versorgungs-Parameter und die Normal-Betriebs-Bereiche, ausgedrückt durch die Minimal-/Maximal-Werte, sind durch die folgende Tabelle gegeben:
In einem vierten Zahlenbeispiel wird eine Ablagerung ohne Einschnitte untersucht/gesucht, wobei diese Ablagerung mit dem Handteil, und einer Ablagerung aus WCCo (Carbid von Wolfram und von Kobalt) bewirkt wird. Die Versuche haben gezeigt, dass die Anzahl von Einschnitten pro mm² durch die folgende Formel gegeben ist: Einschnitt-Rate = –0,22 + 0,5·P + 0,00009·Imax
In dieser Formel bedeutet eine Anzahl von Einschnitten kleiner als Null, dass es keine Einschnitte gibt.
Der Anwender verwendet hier das folgende Gleichungssystem, in welchem P vorrangig vor I_max ist, wobei P einen vorherrschenden Einfluss, und I_max einen sekundären Einfluss aufweist: P = –7,85889 + 0,0795898·Ar – 0,0244141·H2+ 0,00776811·I + 2,22168·ArTräger – 0,000712077·ArH2 – 0,0000521573·Ar·I – 0,0266113·Ar·ArTräger – 0,000616599·H2·I + 0,10376·H2·ArTräger – 0,000998757·I·ArTräger Imax – 45,2957 – 1,51175·Ar + 38,2083·H2+ 0,234739·I – 8,94·ArTräger – 0,39724·ArH2 – 0,00272557·Ar·I + 1,04463·Ar·ArTräger + 0,0170028·H2·I – 6,46563·H2·ArTräger – 0,0231932·I·ArTräger
Die Optimal-Bereiche und die Akzeptanz-Bereiche, ausgedrückt durch die Minimal-/Maximal-Werte von P und von I_max, sind die folgenden:
Die Anfangswerte der Versorgungs-Parameter und die Normal-Betriebs-Bereiche, ausgedrückt durch die Minimal-/Maximal-Werte, sind durch die folgende Tabelle gegeben:
Daher erlaubt die Erfindung, simultan mehrere Merkmale zur Ablagerung simultan zu garantieren, in der Maßgabe, dass sich die für jedes Ablagerungs-Merkmal etablierten Spritz-Merkmal-Bereiche überschneiden. In der Maßgabe, dass/wenn sich diese Bereiche nicht überschneiden, ist es daher notwendig, sie zu vergrößern, und eine größere Streuung bestimmter Ablagerungs-Merkmale zu akzeptieren.
Die Erfindung kann leicht mittels eines kommerziellen Mikro-Computers ausgeführt werden, welcher mit geeigneten Schnittstellen versehen ist, um die Messungen/Messwerte der Spritz-Merkmale zu sammeln/aufzunehmen, und um neue Werte der Versorgungs-Parameter zum Steuer-Schrank zu übertragen. Andere äquivalente Informatik-Architekturen sind möglich, und verlassen nicht den Rahmen der Erfindung. Beispielsweise können die Informatik-Mittel diejenigen einer herkömmlichen Workstation/Arbeits-Station mit mehreren Maschinen sein. Umgekehrt ist es gleichermaßen möglich, das Berechnen der Messungen auf einem ersten Computer, welcher sich beispielsweise bei/in ("embarqué") den Sensoren befindet, auszuführen, und die Bearbeitungen auf einem zweiten Computer, welcher beispielsweise im Steuer-Schrank enthalten ist, auszuführen.
Es versteht sich, dass die Erfindung auf jeden Typ thermischen Spritz-Handteils anwendbar ist, weil die zum Steuern dienenden Messungen/Messwerte auf den Wirkungen des Handteils, gegebenenfalls auf dem Strahl, welchen es erzeugt, und auf der Temperatur der Ablagerung ausgeführt werden.
Es versteht sich gleichermaßen, dass die Software, welche die Funktionen sicherstellt, welche in dieser Patent-Anmeldung beschrieben und beansprucht sind, auf verschiedene Weisen mit anderen Algorithmen geschriebenen sein/werden kann, ohne dass die Einrichtung den Rahmen der Erfindung verlässt.
Es versteht sich gleichermaßen, dass die vorgeschlagene Datenbasis die bevorzugte Form der Ausführung der Erfindung ist, aber nicht unabdingbar ist. Eine primitivere Lösung, welche nämlich darin besteht, jedes Mal die notwendigen Daten einer thermischen Spritz-Operation in den Computer einzugeben, ist gleichermaßen denkbar.
Das vorgeschlagene Informations-System-Beispiel ist einfach, und erlaubt es, die notwendigen Informationen eines thermischen Spritz-Vorgangs zu organisieren. Weitergehende Modelle, welche die Wiederholungen von Informationen begrenzen, sind gleichermaßen denkbar. Manchmal kann es notwendig sein, den Betriebs-Bereich, die Korrektur-Schrittweite oder die Prioritäts-Ordnung an die Beziehung Gleichung-Versorgungsparameter anzupassen, aber die hier vorgeschlagenen Beispiele erfordern dies nicht.
Es versteht sich ferner, dass die Sensoren der Ausführung des thermischen Spritzens folgen können müssen. In dem Fall, dass das Handteil bewegbar ist, werden die Sensoren vorzugsweise an das Handteil angefügt, aber sie können gleichermaßen den Verschiebungen des Handteils mittels anderer Mittel folgen. Die Ansprüche decken gleichermaßen den Fall einer Einrichtung ab, in welcher das Handteil fixiert ist, und das zu beschichtende Teil vor dem Handteil bewegbar ist.

Claims

Thermische Spritz-Einrichtung (10), umfassend: ein Handteil (12) zum thermischen Spritzen, wobei das Handteil (12) eine geometrische Achse (14) umfasst, wobei das Handteil (12) dazu geeignet ist, einen Strahl (16) entlang seiner geometrischen Achse (14) zu spritzen, wobei der Strahl (16) aus einem Fluss von Gas bei erhöhter Temperatur besteht, wobei die Einrichtung (10) einen Computer (100) umfasst, welcher dem Steuer-Schrank (30) die Zuführungs-Parameter (122) übermittelt, wobei die Einrichtung (10) Sensoren (52) umfasst, welche eine Kamera (54) umfassen, und welche dazu geeignet sind, den Verschiebungen des Handteils (12) zu folgen, wobei die Sensoren (52) dazu geeignet sind, Informationen (112, 114) bezüglich des Betriebs des Handteils (12) zum Computer (100) zu übertragen, wobei der Computer (100) eine Software zum Analysieren der Informationen (112, 114) in Echtzeit umfasst, um aus ihnen in repetitiver Weise den Messwert von wenigstens einem als "dem Spritzen zugeordnet" bezeichneten Merkmal abzuleiten, um festzustellen, wenn dieser Messwert stabilisiert ist, um das Spritz-Merkmal zu "behandeln", das heißt, um einen neuen Zuführungs-Parameter-Wert (122) zu berechnen und zu übertragen, wenn der gemessene Wert des Spritz-Merkmals sich außerhalb eines als "akzeptabel" bezeichneten, dem behandelten Spritz-Merkmal eigenen, vorher festgelegten Werte-Bereiches befindet, wobei dieser neue Wert des Zuführungs-Parameters dazu geeignet ist, das Spritz-Merkmal sich seinem Akzeptanz-Bereich annähern zu lassen, dadurch gekennzeichnet, dass der Plasma-Strahl mit (ver)schmelzenden Partikeln des zu spritzenden Materials beladen ist, dass die thermische Spritz-Einrichtung (10) einen Steuer-Schrank aufweist, welcher das Handteil mit Ingredienzien versorgt, dadurch, dass die Kamera (54) dazu geeignet ist, dem Computer (100) periodisch Informationen (112, 114) in Form numerischer Bilder (112) des Strahls (16), im Profil gesehen, entlang eines Teils seiner Länge zu liefern, und dadurch, dass das auf den Bildern (112) gemessene Spritz-Merkmal die maximale Leuchtstärke l_max des Strahls (16) ist.
Einrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Computer (100) ferner die Breite/Ausdehnung L des Strahls (16) misst und behandelt, wobei L ebenfalls ein Spritz-Merkmal bildet, wobei beim Behandeln der Spritz-Merkmale eine Prioritäts-Ordnung definiert ist, wobei das Behandeln der maximalen Leuchtstärke l_max jedoch vorrangig bleibt, wobei die Kamera (54) dazu geeignet ist, den Strahl (16) mit einer Auflösung von wenigstens gleich 0,5 mm zu beobachten, wobei L proportional zum Abstand-Typ der Verteilung der Leuchtstärke des Strahls (16) entlang einer geometrischen Linie (154) quer zum Strahl (16) ist, um gleichermaßen die Härte des Überzugs (22) zu beherrschen.
Einrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Computer (100) ferner die Position P des Strahls (16) misst und behandelt, wobei P ebenfalls ein Spritz-Merkmal bildet, wobei beim Behandeln der Spritz-Merkmale eine Prioritäts-Ordnung definiert ist, wobei das Behandeln der maximalen Leuchtstärke l_max jedoch das vorrangigste bleibt, wobei die Kamera (54) dazu geeignet ist, den Strahl (16) mit einer Auflösung von wenigstens gleich 0,5 mmm zu beobachten, wobei P, zu einem naheliegenden konstanten Wert P₀, der Mittelwert der Verteilung der Leuchtstärke des Strahls (16) entlang einer geometrischen Linie (154) quer zum Strahl (16) ist, um gleichermaßen die Risse-Rate des Überzugs (22) zu beherrschen.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass: d. die Sensoren (52) gleichermaßen ein optisches Pyrometer (70) umfassen, welches dazu geeignet ist, auf Distanz die thermische Strahlung an der Oberfläche eines möglicherweise vorhandenen, zu beschichtenden Teils (22) zu messen, welches vor dem Handteil (12) angeordnet ist, wobei das Pyrometer (70) ein enges Feld aufweist, wobei das Pyrometer positioniert ist, damit das Feld dem Strahl (16) auf das Teil (22) so nahe wie möglich kommt, ohne jedoch mit dem Strahl (16) zu interferieren, wobei das Pyrometer (70) gleichermaßen dazu geeignet ist, den Temperatur-Messwert mittels der Verbindung Sensoren-Computer (110) periodisch zum Computer (100) zu übertragen, wobei auf den zum Computer übertragenen Temperatur-Messwert als (114) Bezug genommen wird; e. der Computer (100) dazu geeignet ist, den Temperatur-Messwert (114) in Abhängigkeit vom Emissivitäts-Koeffizienten des Überzugs (22) zu korrigieren, wobei dieser Messwert T dann ebenfalls ein Spritz-Merkmal bildet, wobei der Computer (100) dazu geeignet ist, die Spritz-Merkmale gemäß einer Prioritäts-Ordnung zu behandeln, wobei das Behandeln der maximalen Leuchtstärke l_max jedoch das vorrangigste bleibt, wobei das Behandeln der Temperatur T an zweiter Stelle der Priorität kommt, um den normalen Funktionsbereich des Handteils (12) auszuweiten.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Computer dazu geeignet ist, ein Warn-Signal auszugeben, wenn sich ein Spritz-Merkmal außerhalb seines Akzeptanz-Bereiches befindet, und wenn er keinen neuen Zuführungs-Parameter-Wert berechnen kann, ohne den Wert dieses Zuführungs-Parameters einen vorab für diesen Zuführungs-Parameter festgelegten, als "im Normal-Betrieb" bezeichneten, Bereich verlassen zu lassen.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der thermische Spritz-Vorgang unterbrochen wird, wenn sich ein Spritz-Merkmal außerhalb seines Akzeptanz-Bereiches befindet, und wenn der Computer (100) nicht einen neuen Zuführungs-Parameter-Wert berechnen kann, ohne den Wert dieses Zuführungs-Parameters einen vorab für diesen Zuführungs-Parameter festgelegten, als "im Normal-Betrieb" bezeichneten, Bereich verlassen zu lassen.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Computer (100) dazu geeignet ist: die Situation zu identifizieren, bei welcher sich alle verwendeten Spritz-Merkmale jeweils in ihrem vorbestimmten Akzeptanz-Bereich befinden, einen neuen Zuführungs-Parameter-Wert (122) zu berechnen und zum Steuer-Schrank (30) zu übertragen, wenn der gemessene Wert des Spritz-Merkmals sich außerhalb eines vorbestimmten, als "optimal" bezeichneten, Werte-Bereiches befindet, welcher dem behandelten Spritz-Merkmal eigen ist, wobei dieser optimale Bereich im Akzeptanz-Bereich enthalten ist, wobei dieser neue Zuführungs-Parameter-Wert dazu geeignet ist, das Spritz-Merkmal sich seinem Optimal-Bereich annähern zu lassen.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (52) eine Matrix zur Ladungs-Akkumulation umfasst.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera dazu geeignet ist, Bilder des Strahls (112) mit einer Auflösung zu liefern, welche wenigstens gleich 0,1 mm ist.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei in der Zone des Scheitelpunktes des vom Strahl (16) gebildeten Kegels dem Handteil (12) eine Flamme (17) entweicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (54) geeignet positioniert ist, um Bilder (122) des Strahls (16) stromabwärts von der Flamme (17) zu liefern.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Handteil (12) eine Injektions-Vorrichtung (18) für als Pulver zu spritzendes Material umfasst, wobei diese Injektion am Ausgang des Handteils (12) bewirkt wird, einer geometrischen Achse (20) folgend, welche im Wesentlichen senkrecht zu der geometrischen Achse (14) des Handteils ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (54) derart positioniert ist, dass sie den Strahl (16) entlang einer geometrischen Achse (56) sieht, welche im Wesentlichen senkrecht zur geometrischen Achse (20) der Injektions-Vorrichtung (18) ist.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Behandeln berücksichtigte Leuchtdichte des Strahls (16) das Leuchtstärke-Niveau der Pixel der Bilder (112) ist.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Computer (100) dazu geeignet ist, nur die Pixel von denjenigen Bildern (112) zu berücksichtigen, deren Leuchtstärke-Niveau einen vorbestimmten Wert übersteigt.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Leuchtdichte lmax, die Breite/Ausdehnung L und die Position P des Strahls (16), welche vom Computer (100) behandelt werden, Mittelwerte auf den Bildern sind, welche als Stapel/Lose neu gruppiert sind.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Messwerte, welche auf den Bildern (122) bewirkt sind, sei es die Maximal-Leuchtstärke l_max, die Breite/Ausdehnung L und die Position P des Strahls (16), aus einem Gauss-Gesetz der Form l_max·exp (– (x – (P + P₀))²/σ²)/2π hergeleitet ist.
Einrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Pyrometer 70 ein Laser-Sichtgerät (74) umfasst.