WO2021011975A1 - Bedampfungsvorrichtung und verfahren zur erzeugung eines dampfes - Google Patents

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WO2021011975A1
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evaporation body
evaporation
vapor deposition
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Eduard Luttenberger
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Nextsense Gmbh
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    • G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object

Definitions

  • the invention relates to a vapor deposition device for generating a vapor, in particular for applying a condensate film to an object surface, possibly reflective or transparent, comprising an evaporation body, a heating device, a liquid reservoir and a liquid transport device, which is designed to take up a liquid from the liquid reservoir and to and / or to lead into the evaporation body.
  • the invention further relates to a method for generating a vapor, in particular for applying a condensate film to an object surface, possibly reflective and / or transparent, preferably with such a vapor deposition device, wherein a liquid is fed from a liquid reservoir.
  • a liquid film can be applied to the surface, which on the one hand changes optical properties and on the other hand ideally only lasts for a short time, namely for the duration of the inspection, or can be easily removed after the inspection or recording of surface data.
  • vaporization devices for generating steam for applying a condensate film to a surface of an object to be inspected are known.
  • Such vaporization devices are designed in such a way that a homogeneous condensate film or coating forms for the duration of an inspection Liquid droplets is applied to the object surface. If necessary, such vaporization devices also have a drying device in order to remove the condensate film again after the inspection.
  • the disadvantage here is that the liquid is usually heated in a separate boiler and the steam generated in this way by a steaming device, for example
  • the line is also heated, which means additional technical effort.
  • the object of the invention is therefore to provide a vapor deposition device of the type mentioned at the outset, which allows rapid generation of steam for a
  • a further object of the invention is to provide a method of the type mentioned at the beginning with which a rapid generation of steam for providing a condensate film with little space requirement is made possible.
  • the first object is achieved according to the invention in that in a
  • Evaporation device of the type mentioned at the beginning of the evaporation body is porous, the heating device having at least one heating element for heating the evaporation body.
  • Evaporation body is absorbent, so that the liquid, in particular a water or distilled water, is distributed in this by capillary forces. Since the Evaporation body has a large number of fine pores or capillaries, the result is a large inner surface of the evaporation body on which the liquid is distributed. This also results in a large liquid surface, which enables the liquid to be evaporated quickly and efficiently or the steam, in particular water vapor, to be generated. In contrast to a boiler, a basin or the like, the porous evaporation body allows the large
  • Such a vapor deposition device can, for example, be used to apply a condensate film to an object surface for an optical inspection of the
  • the heating device has several, for example two, in particular four, heating elements.
  • the evaporation body has several, for example two, in particular four, heating bores, in each of which a heating element is arranged.
  • the heating bores particularly preferably run parallel.
  • the heating elements of a heating device are connected to one another.
  • several heating devices, each with one or more heating elements can also be provided.
  • the evaporation body is advantageously made from a porous ceramic.
  • the evaporation body is therefore particularly heat-resistant and has a large inner surface.
  • the evaporation body can be made from another absorbent and heat-resistant material.
  • the evaporation body has one or more
  • the heating bore can be positioned adapted to a shape of the evaporation body.
  • the heating bore is preferably positioned parallel to a longitudinal axis of the evaporation body.
  • the evaporation body has one or more
  • Has ventilation bores and, if necessary, a fan is provided which is arranged for blowing air into the ventilation hole or holes. Air can be introduced into the evaporation body through the ventilation hole in order to convey the vapor generated therein out of it.
  • the ventilation holes are preferably arranged orthogonally to the heating hole or holes.
  • a plurality of ventilation bores are expediently each aligned in parallel, as a rule.
  • the fan is usually in fluid communication with the ventilation hole.
  • the fan can be positioned directly at an opening in the ventilation hole or connected to it by an air line.
  • the fan can be equipped with several ventilation holes in
  • Fluid connection Alternatively, several fans can be provided, each of which is in fluid connection with a corresponding ventilation hole.
  • the heating element is preferably designed as a heating coil.
  • a particularly small heating element can achieve a strong thermal effect.
  • the heating coil can be inserted precisely into the heating bore.
  • the heating coil is usually made from a resistance wire. If several heating elements are provided, they can each be designed as a heating coil.
  • the liquid transport device preferably has a line which extends from the
  • Liquid reservoir leads to the evaporation body.
  • the liquid can be guided through this line from the liquid reservoir to the evaporation body.
  • the conduit is preferably in fluid communication with the
  • the line is preferably designed as a hose, in particular a flexible hose.
  • the liquid transport device is a pump which is in fluid connection with the line, or a wick which is in the Line is arranged, includes.
  • the pump is preferably a micropump
  • Liquid reservoir to be pumped to the evaporation body. This ensures particularly efficient use of the liquid because the liquid reservoir can be completely emptied.
  • a wick can be provided in the line, which is arranged so that the liquid from the wick from the
  • Evaporation body is transported.
  • the wick protrudes into the liquid reservoir. This enables a particularly cost-effective and energy-efficient vapor deposition device to be implemented.
  • a tubular container a so-called tubular bag
  • the liquid container usually has a volume of at least 2 ml, in particular from 3 ml to 10 ml, particularly preferably 5 ml.
  • the liquid container in a liquid transport device with wick has a larger volume, preferably from 5 ml to 10 ml, than in a liquid transport device with a pump, which usually has a volume of around 5 ml.
  • the liquid reservoir is normally designed to accommodate such a liquid container. In order to minimize a loss of liquid, the liquid reservoir can be designed to receive the liquid container in a liquid-tight manner.
  • the liquid reservoir or the liquid container can be pierced with the needle and the liquid removed from it.
  • the needle is expediently hollow for this purpose,
  • the wick protrudes into the needle.
  • the needle is fixed and the liquid container is pierced by the needle when it is inserted into the liquid reservoir.
  • a steam guide element with lamellas is provided in order to guide the steam specifically onto the object to be inspected, the steam guide element preferably being arranged on the evaporation body.
  • the slats can be designed to be adjustable. The steam that flows out of the evaporation body can be specifically deflected in one direction by the steam guide element and the lamellas, so that the condensate film is created on the object exactly where, for example, laser lines from an optical measuring or detection device strike.
  • control unit which preferably has a USB interface.
  • the heating device and possibly other electronic and controllable elements for example the fan and / or the pump, can be controlled and connected to other devices, usually with the optical measurement or
  • Detection device are coordinated.
  • the vapor deposition device has a power storage device, for example an accumulator.
  • the device can be supplied with power via the USB interface.
  • a local electricity storage facility is cheap in order for that
  • the power storage device can be charged via the USB interface, in particular when the meat equipment is not being operated.
  • Device for mobile optical acquisition of surface data of at least one solid body has a vapor deposition device according to the invention.
  • the condensate film can be applied to the solid body in a targeted and efficient manner for the period of optical detection.
  • Steaming device is arranged at least partially in and / or on the spacer. With the spacer, a predetermined distance from the device to
  • the steaming device does not take up any additional space. It can be provided that the
  • the liquid reservoir, the liquid transport device and the evaporation body are arranged within the spacer and, for example, the vapor guide element with the lamellae protrudes from the spacer. Alternatively, the entire
  • the steaming device must be mounted on the spacer.
  • a light section method comprising a light source for providing at least one laser line, an image recording device with a light-sensitive sensor surface and preferably data processing devices and data memories.
  • a conventional light section method for the inspection or acquisition of surface data can also be carried out on objects with reflective and / or transparent surfaces.
  • the further object is achieved according to the invention in that, in a method of the type mentioned at the beginning, the liquid is fed to or into a porous evaporation body, the evaporation body being heated by one or more heating elements of a heating device in order to evaporate the liquid, after which a resulting liquid Steam is conveyed away from the evaporator body.
  • Liquid surface is reached.
  • the liquid is now evaporated quickly and homogeneously.
  • the resulting vapor is then conveyed, preferably blown, out of the evaporation body, whereby the object surface is vaporized and a homogeneous condensate film can be applied to it. Due to a large number of pores in the
  • Evaporation body a large inner surface is achieved in a small space, which is why the method can also be carried out in a small space.
  • the method can thus be ideally used for mobile devices or devices.
  • the liquid is preferably extracted from the by means of a wick or a pump
  • Liquid reservoir conveyed through a line to the evaporation body.
  • the entire liquid reservoir can be emptied, which is why a particularly efficient use of the liquid is guaranteed.
  • the liquid with the wick can be removed from the liquid reservoir without additional energy expenditure.
  • a particularly efficient use of energy is guaranteed and, on the other hand, maintenance costs are reduced.
  • the heating element in particular a
  • Heating coil is heated for a maximum of 5 s, preferably for 2 s to 4 s, particularly preferably for 3 s, the heating element being supplied with current, in particular with 5 A at 3.7 V. This ensures that the evaporation body is briefly heated, with the liquid distributed in the evaporation body being evaporated.
  • Evaporation body is blown. This ensures that the resulting steam will escape quickly.
  • the steam is directed onto the surface in a targeted manner, in particular through a steam guide element.
  • This enables the condensate film to be created on the surface exactly where it is needed, for example for an optical measurement.
  • a light usually laser lines
  • an optical measuring device such as a device for the mobile optical acquisition of surface data of at least one solid, strikes. It can be provided that the lamellae of the steam guide element are adjusted accordingly.
  • Another advantage is achieved with a method for contactless detection of at least part of a contour of a body by means of a light section method, at least one laser line being provided, with a condensate film with a method for generating a vapor, preferably with a steaming device according to the invention, on a, in particular reflective and / or transparent, object surface or surface of the solid is applied.
  • Vapor deposition device is applied to an, in particular reflective and / or transparent, object surface or surface of the solid body.
  • the body is a moving body and / or a body under load.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a vapor deposition device
  • FIG. 3 shows a first embodiment of a liquid transport device
  • FIG. 4 shows a further embodiment of a liquid transport device
  • 5 shows a longitudinal section through an evaporation body
  • 6 shows a cross section through the evaporation body
  • FIG. 8 shows a device for the mobile acquisition of surface data.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of a
  • Evaporation device 1 with a porous evaporation body 2.
  • Evaporation body 2 is provided in all embodiments with a plurality of pores or capillaries, which are not shown in the drawings.
  • the vapor deposition device 1 comprises a heating device, a liquid reservoir 3 and a liquid transport device.
  • a line 4 of the liquid transport device is positioned such that it connects the liquid reservoir 3 to the evaporation body 2.
  • a heating hole 5 is provided in which a
  • Heating element 6 of the heating device is arranged.
  • the heating element 6 is here essentially designed as a heating coil, preferably made of a resistance wire.
  • the heating bore 5 can be oriented as desired in the evaporation body 2, in particular adapted to a shape of the evaporation body 2. Im shown
  • the heating bore 5 runs essentially parallel to a longitudinal axis or length of the evaporation body 2.
  • the heating bore 5 can also be aligned parallel to a width or a height of the evaporation body 2. In order to achieve an increased heating effect, the
  • Steaming device 1 also several, in particular two, three or four,
  • Heating bores 5 can be provided, each of which is arranged in parallel and is each provided with a heating element 6.
  • Ventilation bores 7 are provided, which are aligned orthogonally to the heating bore 5. Air can be blown through these ventilation bores 7 in order to blow out of the vaporization device 1 a vapor that has been produced in an inner volume of the vaporization body 2.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of the vapor deposition device 1, which has two heating bores 5.
  • a heating element 6 is arranged in each heating bore 5, wherein the heating elements 6 are electrically connected.
  • this embodiment can also be designed with a single or with several, in particular with three or four, heating bores 5.
  • the steaming device 1 has a steam guide element 8 with a plurality of lamellae 9, which an air flow and / or the steam from the targeted
  • the slats 9 are integrated in the steam guide element 8 and also guide the air flow and / or the steam.
  • FIG. 3 a schematic representation of the liquid transport device including the liquid reservoir 3 is shown, the line 4 essentially from the
  • Liquid reservoir 3 leads.
  • the liquid reservoir 3 is here for receiving, in particular liquid-tight, an exchangeable liquid container 10
  • the liquid reservoir 3 itself can be filled with a liquid.
  • the liquid container 10 and / or the liquid reservoir 3 are preferably designed to hold a liquid volume of approximately 5 ml.
  • the liquid container 10 is usually designed as a tubular bag.
  • a liquid hose can be filled with a liquid, usually with, preferably double, distilled water, and welded and cut off at certain intervals. In this way, a large number of tubular bags can be produced which are welded at both ends so that the liquid remains inside the tubular bag.
  • the liquid transport device comprises a needle 11 and a wick 12.
  • the line 4 is slipped or pushed over the needle 11 at a first end and with a second end, not shown in FIG.
  • the wick 12 is arranged essentially in the line 4 and extends at least over an entire length of the line 4. At the first end of the line 4, the wick 12 protrudes into the needle 11.
  • the liquid container 10 is pierced by the needle 1 1 so that the
  • Needle 11 together with wick 12 penetrates into the liquid container 10. Through the wick 12, the liquid from the liquid reservoir 3 by means of capillary action to
  • Evaporation body 2 are transported.
  • the line 4 is preferably designed as a flexible hose.
  • Fig. 5 shows a longitudinal section through the evaporation body 2, the
  • Ventilation holes 7 can be seen.
  • the steam guide element 8 is here so on
  • Evaporation body 2 is positioned so that the air blown through the ventilation bores 7 and thus also the steam generated in the evaporation body 2 are directed out of the steaming device 1 in a targeted manner.
  • the fan 14 is arranged at the opposite end of the ventilation bores 7, so that the air is blown through the ventilation bores 7 essentially in one direction from the fan 14 to the steam guiding element 8.
  • the heating device shows a cross section through the evaporation body 2, two heating bores 5 and the heating elements 6 of the heating device arranged therein being visible.
  • the heating device has a control element 15 or a control unit.
  • the control unit generally comprises a power transistor.
  • the fan 14 is positioned such that the air can be blown into or through the ventilation bores 7.
  • the fan 14 is formed, for example, with a fan. In the illustration shown are also the liquid reservoir 3 and a
  • Liquid transport device with a wick 12 is shown.
  • this variant embodiment can also be designed with a pump 13.
  • FIG. 8 shows a simplified representation of a device 16 for the mobile optical acquisition of surface data of at least one solid body.
  • a spacer 18 is arranged on a flake body or a housing 17 of the device 16, which during the mobile, in particular manual, detection of
  • the vapor deposition device 1 is provided in the spacer 18, a part of the vapor deposition device 1, in particular the steam guide element 8, from the
  • Spacer 18 protrudes.
  • the liquid reservoir 3 is first filled with liquid.
  • a liquid container 10 for example a tubular bag, is usually inserted into the liquid reservoir 3.
  • the liquid can be poured directly into the
  • Liquid reservoir 3 are filled.
  • the liquid transport device is then brought into fluid connection with the liquid container 10 or the liquid reservoir 3. As a rule, the liquid container 10 is pierced with the needle 11.
  • liquid transport device with wick 12 the liquid is now brought to the evaporation body 2 by means of capillary forces.
  • the liquid is pumped to the evaporation body 2.
  • the liquid is homogeneously distributed in the inner volume of the evaporation body 2 by means of capillary forces.
  • the heating device In order to heat the evaporation body 2 and thus to evaporate the liquid, the heating device is activated.
  • the heating elements 6 or the heating element 6 with electricity.
  • the heating device is operated at 5 A at 3.7 V for a maximum of 5 s.
  • the evaporation body 2 is heated so that the liquid evaporates quickly.
  • the steam generated in this way is blown out of the evaporation body 2 with the fan 14 through the ventilation bores 7 and, if necessary, directed through the steam guide element 8 and / or the lamellae 9 in a targeted manner onto the object surface.
  • Vapor deposition device 1 or the heating device have a control unit which, in particular, is connected to a USB interface with other devices, for example with a measuring device such as a device 16 for mobile optical detection of
  • the lamellae 9 can optionally be set so that the condensate film is created where a light, for example laser lines from a measuring device, strikes.
  • a homogeneous condensate film can thus be generated quickly and precisely on an object surface so that, for example, the optical acquisition of surface data is also made possible on transparent and / or reflective surfaces. Due to a space-saving design, this vapor deposition device 1 is therefore ideally suited for use in a device 16 for mobile optical detection of selected

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bedampfungsvorrichtung (1) zur Erzeugung eines Dampfes, insbesondere zum Aufbringen eines Kondensatfilms auf eine, gegebenenfalls spiegelnde oder transparente, Objektoberfläche, umfassend einen Verdampfungskörper (2), eine Heizeinrichtung, ein Flüssigkeitsreservoir (3) und eine Flüssigkeitstransporteinrichtung, welche dafür eingerichtet ist, eine Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsreservoir (3) aufzunehmen und zum und/oder in den Verdampfungskörper (2) zu leiten, wobei der Verdampfungskörper (2) porös ausgebildet ist, wobei die Heizeinrichtung zumindest ein Heizelement (6) zum Erhitzen des Verdampfungskörpers (2) aufweist. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung eines Dampfes, insbesondere zum Aufbringen eines Kondensatfilms auf eine, gegebenenfalls spiegelnde und/oder transparente, Objektoberfläche, wobei eine Flüssigkeit aus einem Flüssigkeitsreservoir (3) und zu oder in einen porösen Verdampfungskörper (2) geführt wird, wobei der Verdampfungskörper (2) durch ein oder mehrere Heizelemente (6) einer Heizeinrichtung erhitzt wird, um die Flüssigkeit zu verdampfen, wonach ein dabei entstandener Dampf vom Verdampfungskörper (2) weg befördert wird.

Description

Bedampfungsvorrichtung und Verfahren zur Erzeugung eines Dampfes
Die Erfindung betrifft eine Bedampfungsvorrichtung zur Erzeugung eines Dampfes, insbesondere zum Aufbringen eines Kondensatfilms auf eine, gegebenenfalls spiegelnde oder transparente, Objektoberfläche, umfassend einen Verdampfungskörper, eine Heizeinrichtung, ein Flüssigkeitsreservoir und eine Flüssigkeitstransporteinrichtung, welche dafür eingerichtet ist, eine Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsreservoir aufzunehmen und zum und/oder in den Verdampfungskörper zu leiten.
Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung eines Dampfes, insbesondere zum Aufbringen eines Kondensatfilms auf eine, gegebenenfalls spiegelnde und/oder transparente, Objektoberfläche, bevorzugt mit einer derartigen Bedampfungsvorrichtung, wobei eine Flüssigkeit aus einem Flüssigkeitsreservoir geführt wird.
Eine optische Inspektion oder Vermessung einer Oberfläche eines Objektes bzw.
Festkörpers oder eine optische Erfassung von Oberflächendaten erweist sich
üblicherweise als schwierig, wenn die Oberfläche spiegelnd oder transparent ist. In diesem Fall bedarf es einer gezielten Behandlung der Oberfläche.
Hierfür kann ein flüssiger Film auf die Oberfläche aufgebracht werden, welcher einerseits optische Eigenschaften verändert und andererseits idealerweise nur von kurzer Dauer, nämlich für die Dauer der Inspektion, anhält oder nach der Inspektion oder Erfassung von Oberflächendaten leicht entfernbar ist.
Es hat sich nun bewährt, einen Kondensatfilm aus Flüssigkeitströpfchen, auf die
Oberfläche aufzubringen, da dieser in der Regel nach kurzer Zeit wieder evaporiert. Hierbei ist es wichtig, für die Dauer der Messung auf der Oberfläche einen homogenen Überzug aus Flüssigkeitströpfchen zu erzeugen. Dies gelingt beispielswiese durch ein Einstellen einer hierfür optimierten Tröpfchengröße.
Aus dem Stand der Technik sind Bedampfungsvorrichtungen zur Erzeugung von Dampf zum Aufbringen eines Kondensatfilms auf eine Oberfläche eines zu inspizierenden Objektes bekannt. Derartige Bedampfungsvorrichtungen sind so ausgebildet, dass für die Dauer einer Inspektion ein homogener Kondensatfilm bzw. Überzug aus Flüssigkeitströpfchen auf die Objektoberfläche aufgebracht wird. Gegebenenfalls weisen derartige Bedampfungsvorrichtungen auch eine Trocknungseinrichtung auf, um den Kondensatfilm nach der Inspektion wieder zu entfernen.
Nachteilig ist hierbei, dass die Flüssigkeit üblicherweise in einem separaten Kessel erhitzt und der so erzeugte Dampf einer Bedampfungsvorrichtung durch beispielsweise
Leitungen zugeführt wird. Darüber hinaus wird ein großes Flüssigkeitsvolumen und eine große Flüssigkeitsoberfläche für ein schnelles Verdampfen benötigt. Dies erfordert einerseits einen großen Bauraum, sodass derartige Bedampfungsvorrichtungen in der Regel nur für einen Einsatz bei stationären und nicht bei mobilen Vorrichtungen zur Erfassung von Oberflächendaten bzw. zur Inspektion von Oberflächen geeignet sind.
Damit der Dampf hierbei nicht bereits in der Leitung kondensiert, ist es außerdem erforderlich, dass der Dampf eine besonders hohe Temperatur aufweist und
gegebenenfalls die Leitung ebenfalls erhitzt wird, was einen zusätzlichen technischen Aufwand bedeutet.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Bedampfungsvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, welche ein schnelles Erzeugen von Dampf für eine
Bereitstellung eines Kondensatfilms ermöglicht und gleichzeitig auf kleinem Bauraum realisierbar ist.
Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem ein schnelles Erzeugen von Dampf für eine Bereitstellung eines Kondensatfilms mit geringem Platzbedarf ermöglicht ist.
Die erste Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einer
Bedampfungsvorrichtung der eingangs genannten Art der Verdampfungskörper porös ausgebildet ist, wobei die Heizeinrichtung zumindest ein Heizelement zum Erhitzen des Verdampfungskörpers aufweist.
Ein dadurch erzielter Vorteil ist insbesondere darin zu sehen, dass der poröse
Verdampfungskörper saugfähig ist, sodass die Flüssigkeit, insbesondere ein Wasser bzw. destilliertes Wasser, durch Kapillarkräfte in diesem verteilt wird. Da der Verdampfungskörper eine Vielzahl von feinen Poren bzw. Kapillaren aufweist, ergibt sich eine große Innenoberfläche des Verdampfungskörpers, auf welche die Flüssigkeit verteilt wird. Somit ergibt sich auch eine große Flüssigkeitsoberfläche, welche ein schnelles und effizientes Verdampfen der Flüssigkeit bzw. Erzeugen des Dampfes, insbesondere eines Wasserdampfes, ermöglicht. Im Gegensatz zu einem Kessel, einem Becken oder dergleichen kann durch den porösen Verdampfungskörper die große
Flüssigkeitsoberfläche und somit die gesamte Vorrichtung auf kleinem Bauraum realisiert werden. Eine derartige Bedampfungsvorrichtung kann beispielsweise zum Aufbringen eines Kondensatfilms auf eine Objektoberfläche für eine optische Inspektion der
Objektoberfläche eingerichtet sein.
Um ein noch schnelleres Erhitzen des Verdampfungskörpers zu ermöglichen oder das Erhitzen an eine Größe des Verdampfungskörpers anzupassen, kann vorgesehen sein, dass die Heizeinrichtung mehrere, beispielsweise zwei, insbesondere vier, Heizelemente aufweist. Entsprechend hat es sich bewährt, wenn der Verdampfungskörper mehrere, beispielsweise zwei, insbesondere vier, Heizbohrungen aufweist, in welchen jeweils ein Heizelement angeordnet ist. Besonders bevorzugt verlaufen die Heizbohrungen parallel. Hierbei sind die Heizelemente einer Heizeinrichtung miteinander verbunden. Alternativ können auch mehrere Heizeinrichtungen mit jeweils einem oder mehreren Heizelementen vorgesehen sein.
Mit Vorteil ist der Verdampfungskörper aus einer porösen Keramik ausgebildet. Somit ist der Verdampfungskörper besonders hitzebeständig und weist eine große Innenoberfläche auf. Alternativ kann der Verdampfungskörper aus einem anderen saugfähigen und hitzebeständigen Material ausgebildet sein.
Üblicherweise ist vorgesehen, dass der Verdampfungskörper eine oder mehrere
Heizbohrungen aufweist, in welchen jeweils ein Heizelement der Heizeinrichtung angeordnet ist. Durch eine Anordnung des Heizelementes in der Heizbohrung ist eine effiziente Erwärmung des Verdampfungskörpers gewährleistet. Darüber hinaus ist das Heizelement platzsparend angeordnet, sodass die Vorrichtung auf geringem Bauraum realisiert werden kann. Die Heizbohrung kann an eine Form des Verdampfungskörpers angepasst positioniert sein. Bei einem länglichen, wie beispielsweise einem quaderförmigen, eiförmigen oder zylindrischen, Verdampfungskörper ist die Heizbohrung vorzugsweise parallel zu einer Längsachse des Verdampfungskörpers positioniert.
Darüber hinaus ist es günstig, wenn der Verdampfungskörper eine oder mehrere
Lüftungsbohrungen aufweist und gegebenenfalls ein Lüfter vorgesehen ist, welcher zum Einblasen von Luft in die Lüftungsbohrung oder die Lüftungsbohrungen angeordnet ist. Durch die Lüftungsbohrung kann eine Luft in den Verdampfungskörper eingebracht werden, um den darin erzeugten Dampf aus diesem zu befördern. Vorzugsweise sind die Lüftungsbohrungen orthogonal zur der oder den Heizbohrungen angeordnet.
Zweckmäßigerweise sind mehrere Lüftungsbohrungen in der Regel jeweils parallel ausgerichtet. Der Lüfter steht in der Regel in Fluidverbindung mit der Lüftungsbohrung. Hierfür kann der Lüfter unmittelbar an einer Öffnung der Lüftungsbohrung positioniert oder durch eine Luftleitung mit dieser verbunden sein. Um ein noch schnelleres Ausblasen des Dampfes zu erreichen, kann der Lüfter mit mehreren Lüftungsbohrungen in
Fluidverbindung stehen. Alternativ können mehrere Lüfter vorgesehen sein, welche jeweils in Fluidverbindung mit einer korrespondierenden Lüftungsbohrung stehen.
Vorzugsweise ist das Heizelement als Heizspirale ausgebildet. Somit kann mit einem besonders klein ausgebildeten Heizelement eine starke Wärmewirkung erzielt werden. Darüber hinaus kann die Heizspirale passgenau in die Heizbohrung eingeführt werden.
Die Heizspirale ist in der Regel aus einem Widerstandsdraht ausgebildet. Sind mehrere Heizelemente vorgesehen, können diese jeweils als Heizspirale ausgebildet sein.
Bevorzugt weist die Flüssigkeitstransporteinrichtung eine Leitung auf, welche vom
Flüssigkeitsreservoir zum Verdampfungskörper führt. Durch diese Leitung kann die Flüssigkeit vom Flüssigkeitsreservoir bis zum Verdampfungskörper geführt werden. An einem ersten Ende ist die Leitung vorzugsweise in Fluidverbindung mit dem
Flüssigkeitsreservoir und an einem zweiten Ende mit dem Verdampfungskörper. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Leitung bis in den Verdampfungskörper führt oder dass der Verdampfungskörper in die Leitung ragt. Bevorzugt ist die Leitung als, insbesondere flexibler, Schlauch ausgebildet.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass die Flüssigkeitstransporteinrichtung eine Pumpe, welche mit der Leitung in Fluidverbindung steht, oder einen Docht, welcher in der Leitung angeordnet ist, umfasst. Die Pumpe ist vorzugsweise als Micropumpe
ausgebildet. Mit der Pumpe kann die Flüssigkeit durch die Leitung aus dem
Flüssigkeitsreservoir bis zum Verdampfungskörper gepumpt werden. Dadurch ist eine besonders effiziente Nutzung der Flüssigkeit gewährleistet, weil das Flüssigkeitsreservoir vollständig entleert werden kann. Alternativ kann in der Leitung ein Docht vorgesehen sein, welcher so angeordnet ist, dass die Flüssigkeit vom Docht aus dem
Flüssigkeitsreservoir aufgenommen und mittels Kapillarkräften bis zum
Verdampfungskörper transportiert wird. Hierfür kann vorgesehen sein, dass der Docht in das Flüssigkeitsreservoir ragt. Dadurch ist eine besonders kostengünstige und energieeffiziente Bedampfungsvorrichtung realisierbar.
Mit Vorteil ist vorgesehen, dass das Flüssigkeitsreservoir austauschbar oder zur
Aufnahme eines austauschbaren Flüssigkeitsbehälters, insbesondere einer Kartusche oder eines Schlauchbeutels, ausgebildet ist. Somit wird ein Nachfüllen des
Flüssigkeitsreservoirs vermieden und die Vorrichtung kann schnell und einfach nachgeladen werden. In der Regel wird ein schlauchförmiger Behälter, ein sogenannter Schlauchbeutel, bereitgestellt, welcher mit der Flüssigkeit, beispielsweise mit, gegebenenfalls doppelt, destilliertem Wasser, befüllt und an den Enden verschweißt ist. Der Flüssigkeitsbehälter umfasst üblicherweise ein Volumen von zumindest 2 ml, insbesondere von 3 ml bis 10 ml, besonders bevorzugt von 5 ml. Üblicherweise umfasst der Flüssigkeitsbehälter bei einer Flüssigkeitstransportvorrichtung mit Docht ein größeres Volumen, vorzugsweise von 5 ml bis 10 ml, als bei einer Flüssigkeitstransportvorrichtung mit Pumpe, bei welcher in der Regel ein Volumen von etwa 5 ml vorgesehen ist. Das Flüssigkeitsreservoir ist normalerweise zur Aufnahme eines solchen Flüssigkeitsbehälters ausgebildet. Um einen Flüssigkeitsverlust zu minimieren, kann das Flüssigkeitsreservoir zur flüssigkeitsdichten Aufnahme des Flüssigkeitsbehälters ausgebildet sein.
Günstig ist es, wenn die Flüssigkeitstransporteinrichtung eine Nadel zur
Flüssigkeitsentnahme aus dem Flüssigkeitsreservoir aufweist. Mit der Nadel kann das Flüssigkeitsreservoir oder der Flüssigkeitsbehälter angestochen und die Flüssigkeit aus diesem entnommen werden. Zweckmäßigerweise ist die Nadel hierfür hohl,
beispielsweise wie eine Infusionsnadel, ausgebildet. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Docht in die Nadel ragt. Hierbei ist in der Regel vorgesehen, dass die Nadel fixiert ist und der Flüssigkeitsbehälter beim Einführen in das Flüssigkeitsreservoir von der Nadel angestochen wird.
Vorteilhaft ist es, wenn ein Dampfleitelement mit Lamellen vorgesehen ist, um den Dampf gezielt auf das zu inspizierende Objekt zu leiten, wobei das Dampfleitelement bevorzugt am Verdampfungskörper angeordnet ist. Überdies können die Lamellen einstellbar ausgebildet sein. Durch das Dampfleitelement und die Lamellen kann der Dampf, welcher aus dem Verdampfungskörper strömt, gezielt in eine Richtung abgelenkt werden, sodass der Kondensatfilm auf dem Objekt genau dort entsteht, wo beispielsweise Laserlinien einer optischen Mess- bzw. Erfassungseinrichtung auftreffen.
Es hat sich bewährt, dass eine Steuereinheit vorgesehen ist, welche vorzugsweise eine USB-Schnittstelle aufweist. Dadurch kann die Fleizeinrichtung und gegebenenfalls andere elektronische und regelbare Elemente, beispielsweise der Lüfter und/oder die Pumpe, gesteuert und mit anderen Geräten, üblicherweise mit der optischen Mess- bzw.
Erfassungseinrichtung, koordiniert werden.
Optional weist die Bedampfungsvorrichtung einen Stromspeicher, beispielsweise einen Akkumulator, auf. Die Vorrichtung kann zwar über die USB-Schnittstelle mit Strom versorgt werden. Allerdings ist ein lokaler Stromspeicher günstig, um für die
Fleizeinrichtung ausreichend Strom bereitstellen zu können. Hierbei kann vorgesehen sein, dass der Stromspeicher über die USB-Schnittstelle aufladbar ist, insbesondere wenn die Fleizeinrichtung gerade nicht betrieben wird.
Unter Ausnützung der oben genannten Vorteile kann vorgesehen sein, dass eine
Vorrichtung zur mobilen optischen Erfassung von Oberflächendaten mindestens eines Festkörpers eine erfindungsgemäße Bedampfungsvorrichtung aufweist. Dadurch kann gezielt und effizient für den Zeitraum der optischen Erfassung der Kondensatfilm auf den Festkörper aufgebracht werden.
Günstig ist es, wenn ein Abstandhalter vorgesehen ist, wobei die
Bedampfungsvorrichtung zumindest teilweise im und/oder am Abstandhalter angeordnet ist. Mit dem Abstandhalter kann ein vorgegebener Abstand der Vorrichtung zum
Festkörper eingehalten werden. Durch die Anordnung der Bedampfungsvorrichtung zumindest teilweise im und/oder am Abstandhalter nimmt die Bedampfungsvorrichtung keinen zusätzlichen Platz in Anspruch. Hierbei kann vorgesehen sein, dass das
Flüssigkeitsreservoir, die Flüssigkeitstransporteinrichtung und der Verdampfungskörper innerhalb des Abstandhalters angeordnet sind und beispielsweise das Dampfleitelement mit den Lamellen aus dem Abstandhalter ragt. Alternativ kann die gesamte
Bedampfungsvorrichtung am Abstandhalter montiert sein.
Mit Vorteil ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zumindest eine Einrichtung zur
Durchführung eines Lichtschnittverfahrens aufweist, umfassend eine Lichtquelle zur Bereitstellung von zumindest einer Laserlinie, eine Bildaufnahmeeinrichtung mit einer lichtempfindlichen Sensorfläche und vorzugsweise Datenverarbeitungseinrichtungen und Datenspeicher. Dadurch kann ein herkömmliches Lichtschnittverfahren zur Inspektion bzw. Erfassung von Oberflächendaten auch bei Objekten mit spiegelnden und/oder transparenten Oberflächen durchgeführt werden.
Die weitere Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem Verfahren der eingangs genannten Art die Flüssigkeit zu oder in einen porösen Verdampfungskörper geführt wird, wobei der Verdampfungskörper durch ein oder mehrere Heizelemente einer Heizeinrichtung erhitzt wird, um die Flüssigkeit zu verdampfen, wonach ein dabei entstandener Dampf vom Verdampfungskörper weg befördert wird.
Ein dadurch erzielter Vorteil ist insbesondere darin zu sehen, dass die Flüssigkeit mittels Kapillarkräften im Verdampfungskörper verteilt und somit eine große
Flüssigkeitsoberfläche erreicht wird. Durch das Erhitzen des Verdampfungskörpers mittels der Heizeinrichtung wird die Flüssigkeit nun schnell und homogen verdampft. Der so entstandene Dampf wird dann aus dem Verdampfungskörper befördert, vorzugsweise geblasen, wodurch die Objektoberfläche bedampft und ein homogener Kondensatfilm auf diese aufgebracht werden kann. Aufgrund einer Vielzahl von Poren im
Verdampfungskörper wird auf kleinem Raum eine große Innenoberfläche erreicht, weshalb das Verfahren auch auf geringem Raum durchgeführt werden kann. Somit ist das Verfahren ideal einsetzbar für mobile Geräte bzw. Vorrichtungen.
Bevorzugt wird die Flüssigkeit mittels eines Dochtes oder einer Pumpe aus dem
Flüssigkeitsreservoir durch eine Leitung zum Verdampfungskörper befördert. Mit der Pumpe, insbesondere einer Micropumpe, kann das gesamte Flüssigkeitsreservoir entleert werden, weshalb eine besonders effiziente Nutzung der Flüssigkeit gewährleistet ist. Alternativ kann die Flüssigkeit mit dem Docht ohne zusätzlichen energetischen Aufwand aus dem Flüssigkeitsreservoir entnommen werden. Somit ist einerseits eine besonders effiziente Energienutzung gewährleistet und andererseits ein Wartungsaufwand reduziert.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass das Heizelement, insbesondere eine
Heizspirale, für maximal 5 s, vorzugsweise für 2 s bis 4 s, besonders bevorzugt für 3 s erhitzt wird, wobei das Heizelement mit Strom, insbesondere mit 5 A bei 3,7 V, versorgt wird. Dadurch ist ein kurzzeitiges Erhitzen des Verdampfungskörpers gewährleistet, wobei die im Verdampfungskörper verteilte Flüssigkeit verdampft wird.
Vorteilhaft ist es, wenn der Dampf, vorzugsweise mit einem Lüfter, aus dem
Verdampfungskörper geblasen wird. Somit ist ein schnelles Austreten des entstandenen Dampfes gewährleistet.
Günstig ist es, wenn der Dampf gezielt, insbesondere durch ein Dampfleitelement, auf die Oberfläche geleitet wird. Dadurch wird ermöglicht, dass der Kondensatfilm auf der Oberfläche gerade dort entsteht, wo dieser beispielsweise für eine optische Messung benötigt wird. Dies ist in der Regel dort, wo ein Licht, normalerweise Laserlinien, eines optischen Messgerätes, wie einer Vorrichtung zur mobilen optischen Erfassung von Oberflächendaten mindestens eines Festkörpers, auftrifft. Hierbei kann vorgesehen sein, dass Lamellen des Dampfleitelementes entsprechend eingestellt werden.
Ein weiterer Vorteil wird erzielt mit einem Verfahren zum berührungslosen Erfassen zumindest eines Teils einer Kontur eines Körpers mittels eines Lichtschnittverfahrens, wobei zumindest eine Laserlinie bereitgestellt wird, wobei ein Kondensatfilm mit einem Verfahren zur Erzeugung eines Dampfes, bevorzugt mit einer erfindungsgemäßen Bedampfungsvorrichtung, auf eine, insbesondere spiegelnde und/oder transparente, Objektoberfläche bzw. Oberfläche des Festkörpers aufgebracht wird.
Darüber hinaus ist es günstig, wenn bei einem Verfahren zum berührungslosen Erfassen zumindest eines Teils einer in einer Vorzugsschnittfläche liegenden Kontur eines Körpers, innerhalb eines vorbestimmten Messbereiches des Körpers, welcher Körper eine bekannte geometrische Gesetzmäßigkeit in einer Raumrichtung aufweist, die nicht in der Vorzugsschnittfläche liegt, vorzugsweise senkrecht zur Vorzugsschnittfläche gerichtet ist, insbesondere zum Erfassen eines Teils eines Querschnitts eines Körpers, wobei die Kombination folgender Merkmale ausgeführt wird:
- Anvisieren des Körpers von Hand aus mit mindestens zwei von einer vom Körper ortsunabhängigen Strahlenquelle erzeugten Strahlenflächen unter Erzeugen jeweils einer Strahlenschnittlinie an der Oberfläche des Körpers in dem vorbestimmten Messbereich,
- welche Strahlenflächen in bekannter Raumorientierung zueinenader stehen,
- Erfassen der Strahlenschnittlinien mittels eines Strahlendetektors, der zu den Strahlenflächen ebenfalls in einer bekannten Raumorientierung steht,
- worauf die vom Strahlendetektor erfassten Schnittliniendaten zur Errechnung der in der gewünschten Vorzugsschnittfläche liegenden Kontur verwertet werden,
wobei die im Messbereich des Körpers auftretende Gesetzmäßigkeit seiner Oberfläche bei der Errechnung der in der gewünschten Vorzugsschnittfläche liegenden Kontur berücksichtigt wird, vorgesehen ist, dass ein Kondensatfilm mit einem Verfahren zur Erzeugung eines Dampfes, bevorzugt mit einer erfindungsgemäßen
Bedampfungsvorrichtung, auf eine, insbesondere spiegelnde und/oder transparente, Objektoberfläche bzw. Oberfläche des Festkörpers aufgebracht wird.
In dieser Hinsicht wird auf die europäische Patentschrift EP 1 901 033 B1 Bezug genommen, deren Inhalt hiermit in diese Anmeldung vollständig aufgenommen wird.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Körper ein sich bewegender und/oder unter Belastung stehender Körper ist.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiele. In den Zeichnungen, auf welche dabei Bezug genommen wird, zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Bedampfungsvorrichtung;
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der Bedampfungsvorrichtung;
Fig. 3 eine erste Ausführungsform einer Flüssigkeitstransporteinrichtung;
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer Flüssigkeitstransporteinrichtung;
Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen Verdampfungskörper; Fig. 6 einen Querschnitt durch den Verdampfungskörper;
Fig. 7 einen Querschnitt durch einen weiteren Verdampfungskörper;
Fig. 8 eine Vorrichtung zur mobilen Erfassung von Oberflächendaten.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer
Bedampfungsvorrichtung 1 mit einem porösen Verdampfungskörper 2. Der
Verdampfungskörper 2 ist in sämtlichen Ausführungsformen mit einer Vielzahl von Poren bzw. Kapillaren versehen, welche in den Zeichnungen nicht dargestellt sind.
Darüber hinaus umfasst die Bedampfungsvorrichtung 1 eine Heizeinrichtung, ein Flüssigkeitsreservoir 3 und eine Flüssigkeitstransporteinrichtung. Eine Leitung 4 der Flüssigkeitstransporteinrichtung ist so positioniert, dass diese das Flüssigkeitsreservoir 3 mit dem Verdampfungskörper 2 verbindet.
Im Verdampfungskörper 2 ist eine Heizbohrung 5 vorgesehen, in welcher ein
Heizelement 6 der Heizeinrichtung angeordnet ist. Das Heizelement 6 ist hierbei im Wesentlichen als Heizspirale, vorzugsweise aus einem Widerstandsdraht, ausgebildet. Die Heizbohrung 5 kann beliebig im Verdampfungskörper 2, insbesondere an eine Form des Verdampfungskörpers 2 angepasst, ausgerichtet sein. Im gezeigten
Ausführungsbeispiel verläuft die Heizbohrung 5 im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse bzw. Länge des Verdampfungskörpers 2. Alternativ kann die Heizbohrung 5 auch parallel zu einer Breite oder einer Höhe des Verdampfungskörpers 2 ausgerichtet sein. Um eine erhöhte Heizwirkung zu erreichen, können bei der
Bedampfungsvorrichtung 1 auch mehrere, insbesondere zwei, drei oder vier,
Heizbohrungen 5 vorgesehen sein, welche jeweils parallel angeordnet und mit jeweils einem Heizelement 6 versehen sind.
Überdies sind mehrere Lüftungsbohrungen 7 vorgesehen, welche orthogonal zu der Heizbohrung 5 ausgerichtet sind. Durch diese Lüftungsbohrungen 7 kann eine Luft geblasen werden, um einen in einem Innenvolumen des Verdampfungskörpers 2 entstandenen Dampf aus der Bedampfungsvorrichtung 1 zu blasen.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Bedampfungsvorrichtung 1 , welche zwei Heizbohrungen 5 aufweist. In jeder Heizbohrung 5 ist ein Heizelement 6 angeordnet, wobei die Heizelemente 6 elektrisch verbunden sind. Alternativ kann diese Ausführungsform auch mit einer einzigen oder mit mehreren, insbesondere mit drei oder vier, Heizbohrungen 5 ausgebildet sein.
Darüber hinaus weist die Bedampfungsvorrichtung 1 ein Dampfleitelement 8 mit mehreren Lamellen 9 auf, welches einen Luftstrom und/oder den Dampf gezielt aus der
Vorrichtung 16 leitet. Die Lamellen 9 sind in das Dampfleitelement 8 integriert und leiten ebenfalls den Luftstrom und/oder den Dampf.
In Fig. 3 ist eine schematische Darstellung der Flüssigkeitstransporteinrichtung samt Flüssigkeitsreservoir 3 gezeigt, wobei die Leitung 4 im Wesentlichen aus dem
Flüssigkeitsreservoir 3 führt. Das Flüssigkeitsreservoir 3 ist hierbei zur, insbesondere flüssigkeitsdichten, Aufnahme eines austauschbaren Flüssigkeitsbehälters 10
ausgebildet. Alternativ kann das Flüssigkeitsreservoir 3 selbst mit einer Flüssigkeit befüllt sein. Der Flüssigkeitsbehälter 10 und/oder das Flüssigkeitsreservoir 3 sind bevorzugt zur Aufnahme eines Flüssigkeitsvolumens von etwa 5 ml ausgebildet.
Üblicherweise ist der Flüssigkeitsbehälter 10 als Schlauchbeutel ausgebildet. Zur Herstellung eines derartigen Schlauchbeutels kann ein Flüssigkeitsschlauch mit einer Flüssigkeit, in der Regel mit, vorzugsweise doppelt, destilliertem Wasser, befüllt und in bestimmten Abständen verschweißt und abgetrennt werden. So können eine Vielzahl von Schlauchbeuteln hergestellt werden, welche an beiden Enden verschweißt sind, sodass die Flüssigkeit im Inneren des Schlauchbeutels bleibt.
Darüber hinaus umfasst die Flüssigkeitstransporteinrichtung eine Nadel 1 1 und einen Docht 12. Hierbei ist die Leitung 4 an einem ersten Ende über die Nadel 1 1 gestülpt bzw. gesteckt und mit einem zweiten, in Fig. 3 nicht dargestellten Ende, mit dem
Verdampfungskörper 2 verbunden. Der Docht 12 ist im Wesentlichen in der Leitung 4 angeordnet und erstreckt sich zumindest über eine gesamte Länge der Leitung 4. Am ersten Ende der Leitung 4 ragt der Docht 12 in die Nadel 1 1 . Beim Einsetzen des
Flüssigkeitsbehälters 10 wird dieser durch die Nadel 1 1 angestochen, sodass die
Nadel 1 1 samt Docht 12 in den Flüssigkeitsbehälter 10 eindringt. Durch den Docht 12 kann die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsreservoir 3 mittels Kapillarwirkung zum
Verdampfungskörper 2 transportiert werden. Eine alternative Ausführungsform der Flüssigkeitstransporteinrichtung, welche statt des Dochtes 12 eine Pumpe 13 aufweist, um die Flüssigkeit zum Verdampfungskörper 2 zu transportieren, ist in Fig. 4 dargestellt. Bei den in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellten Varianten der Flüssigkeitstransporteinrichtung ist die Leitung 4 bevorzugt als flexibler Schlauch ausgebildet.
Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch den Verdampfungskörper 2, wobei die
Lüftungsbohrungen 7 ersichtlich sind. Das Dampfleitelement 8 ist hierbei so am
Verdampfungskörper 2 positioniert, dass die durch die Lüftungsbohrungen 7 geblasene Luft und somit auch der im Verdampfungskörper 2 erzeugte Dampf gezielt aus der Bedampfungsvorrichtung 1 geleitet werden. An einem dem Dampfleitelement 8
gegenüberliegenden Ende der Lüftungsbohrungen 7 ist der Lüfter 14 angeordnet, sodass die Luft im Wesentlichen in einer Richtung vom Lüfter 14 zum Dampfleitelement 8 durch die Lüftungsbohrungen 7 geblasen wird.
In Fig. 6 ist ein Querschnitt durch den Verdampfungskörper 2 gezeigt, wobei zwei Heizbohrungen 5 und die darin angeordneten Heizelemente 6 der Heizeinrichtung ersichtlich sind. Zur Ansteuerung der Heizelemente 6 weist die Heizeinrichtung ein Steuerelement 15 bzw. eine Steuereinheit auf. Um die Heizelemente 6 zu erhitzen, umfasst die Steuereinheit in der Regel einen Leistungstransistor. Ferner ist der Lüfter 14 so positioniert, dass die Luft in bzw. durch die Lüftungsbohrungen 7 geblasen werden kann. Der Lüfter 14 ist beispielsweise mit einem Ventilator ausgebildet. In der gezeigten Darstellung sind darüber hinaus das Flüssigkeitsreservoir 3 und eine
Flüssigkeitstransporteinrichtung mit einem Docht 12 gezeigt. Alternativ kann diese Ausführungsvariante jedoch auch mit einer Pumpe 13 ausgebildet sein.
Darüber hinaus kann der Verdampfungskörper 2 mehrere Heizbohrungen 5, insbesondere vier Heizbohrungen 5 aufweisen, wie dies beispielhaft in Fig. 7 gezeigt ist. Sämtliche dargestellten Ausführungsvarianten können selbstverständlich mit einer beliebigen Anzahl von Heizbohrungen 5 und Heizelementen 6 ausgebildet sein, wobei mit einer größeren Anzahl von Heizbohrungen 5 und/oder Heizelementen 6 in der Regel eine größere Heizwirkung erreicht wird. Ferner ist in Fig. 8 eine vereinfachte Darstellung einer Vorrichtung 16 zur mobilen optischen Erfassung von Oberflächendaten mindestens eines Festkörpers dargestellt. An einem Flauptkörper bzw. einem Gehäuse 17 der Vorrichtung 16 ist ein Abstandhalter 18 angeordnet, welcher bei der mobilen, insbesondere manuellen, Erfassung von
Oberflächendaten ein Einhalten eines idealen Abstandes der Vorrichtung 16 zum
Festkörper erleichtert. Ferner ist an einem dem Gehäuse 17 gegenüberliegenden Ende des Abstandhalters 18 ein Gummikörper 19 vorgesehen, sodass der Abstandhalter 18 am Festkörper angelegt werden kann, ohne diesen zu zerkratzen bzw. zu beschädigen.
Im Abstandhalter 18 ist hierbei die Bedampfungsvorrichtung 1 vorgesehen, wobei ein Teil der Bedampfungsvorrichtung 1 , insbesondere das Dampfleitelement 8, aus dem
Abstandhalter 18 vorragt.
Zur Erzeugung des Dampfes bzw. zum Aufbringen eines Kondensatfilms auf eine Objektoberfläche wird zunächst das Flüssigkeitsreservoir 3 mit Flüssigkeit befüllt. Hierfür wird üblicherweise ein Flüssigkeitsbehälter 10, beispielsweise ein Schlauchbeutel, in das Flüssigkeitsreservoir 3 eingesetzt. Alternativ kann die Flüssigkeit direkt in das
Flüssigkeitsreservoir 3 eingefüllt werden.
Danach wird die Flüssigkeitstransportvorrichtung mit dem Flüssigkeitsbehälter 10 bzw. dem Flüssigkeitsreservoir 3 in Fluidverbindung gebracht. In der Regel wird dabei der Flüssigkeitsbehälter 10 mit der Nadel 1 1 angestochen.
Bei einer Flüssigkeitstransportvorrichtung mit Docht 12 wird die Flüssigkeit nun mittels Kapillarkräften zum Verdampfungskörper 2 gebracht. Alternativ dazu wird die Flüssigkeit bei einer Flüssigkeitstransportvorrichtung mit Pumpe 13 zum Verdampfungskörper 2 gepumpt.
Im Verdampfungskörper 2, welcher eine Vielzahl von Poren bzw. Kapillaren aufweist, wird die Flüssigkeit im Innenvolumen des Verdampfungskörpers 2 mittels Kapillarkräften homogen verteilt.
Um den Verdampfungskörper 2 zu erwärmen und so die Flüssigkeit zu verdampfen, wird die Heizeinrichtung aktiviert. Hierbei werden die Heizelemente 6 oder das Heizelement 6 mit Strom, versorgt. In der Regel wird die Heizeinrichtung hierbei für maximal 5 s mit 5 A bei 3,7 V betrieben. Dadurch wird der Verdampfungskörper 2 so erwärmt, dass die Flüssigkeit schnell verdampft.
Der so entstandene Dampf wird mit dem Lüfter 14 durch die Lüftungsbohrungen 7 aus dem Verdampfungskörper 2 geblasen und gegebenenfalls durch das Dampfleitelement 8 und/oder die Lamellen 9 gezielt auf die Objektoberfläche geleitet.
Zur Steuerung der Heizeinrichtung und/oder des Lüfters 14 kann die
Bedampfungsvorrichtung 1 bzw. die Heizeinrichtung eine Steuereinheit aufweisen, welche insbesondere mit einer USB-Schnittstelle, mit anderen Geräten, beispielsweise mit einem Messgerät, wie etwa einer Vorrichtung 16 zur mobilen optischen Erfassung von
Oberflächendaten mindestens eines Festkörpers, gekoppelt werden.
Um einen wässrigen Kondensatfilm, welcher für eine optische Erfassung von
Oberflächendaten ideal ist, auf der Oberfläche zu erzeugen, können die Lamellen 9 gegebenenfalls so eingestellt werden, dass der Kondensatfilm dort entsteht, wo ein Licht, beispielsweise Laserlinien eines Messgerätes, auftrifft.
Mit einer erfindungsgemäßen Bedampfungsvorrichtung 1 kann somit in kurzer Zeit und präzise ein homogener Kondensatfilm auf einer Objektoberfläche erzeugt werden, sodass beispielsweise die optische Erfassung von Oberflächendaten auch auf transparenten und/oder spiegelnden Oberflächen ermöglicht wird. Aufgrund einer platzsparenden Bauweise eignet sich diese Bedampfungsvorrichtung 1 somit ideal für den Einsatz bei einer Vorrichtung 16 zur mobilen optischen Erfassung von ausgewählten
Oberflächendaten mindestens eines Festkörpers bzw. Messobjektes anhand von
Oberflächenkurven oder punktuellen Teilen davon und geometrisch-mathematische Kombination der Oberflächendaten zur Ermittlung wesentlicher, den Festkörper charakterisierenden geometrischer Größen.

Claims

Patentansprüche
1 . Bedampfungsvorrichtung (1 ) zur Erzeugung eines Dampfes, insbesondere zum Aufbringen eines Kondensatfilms auf eine, gegebenenfalls spiegelnde oder transparente, Objektoberfläche, umfassend einen Verdampfungskörper (2), eine Heizeinrichtung, ein Flüssigkeitsreservoir (3) und eine Flüssigkeitstransporteinrichtung, welche dafür eingerichtet ist, eine Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsreservoir (3) aufzunehmen und zum und/oder in den Verdampfungskörper (2) zu leiten, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfungskörper (2) porös ausgebildet ist, wobei die Heizeinrichtung zumindest ein Heizelement (6) zum Erhitzen des Verdampfungskörpers (2) aufweist.
2. Bedampfungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfungskörper (2) eine oder mehrere Heizbohrungen (5) aufweist, in welchen jeweils ein Heizelement (6) der Heizeinrichtung angeordnet ist.
3. Bedampfungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfungskörper (2) eine oder mehrere Lüftungsbohrungen (7) aufweist und gegebenenfalls ein Lüfter (14) vorgesehen ist, welcher zum Einblasen von Luft in die Lüftungsbohrung (7) oder die Lüftungsbohrungen (7) angeordnet ist.
4. Bedampfungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (6) als Heizspirale ausgebildet ist.
5. Bedampfungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitstransporteinrichtung eine Leitung (4) aufweist, welche vom Flüssigkeitsreservoir (3) zum Verdampfungskörper (2) führt.
6. Bedampfungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitstransporteinrichtung eine Pumpe (13), welche mit der Leitung (4) in
Fluidverbindung steht, oder einen Docht (12), welcher in der Leitung (4) angeordnet ist, umfasst.
7. Bedampfungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Flüssigkeitsreservoir (3) austauschbar oder zur Aufnahme eines austauschbaren Flüssigkeitsbehälters (10), insbesondere einer Kartusche oder eines Schlauchbeutels, ausgebildet ist.
8. Bedampfungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitstransporteinrichtung eine Nadel (1 1 ) zur
Flüssigkeitsentnahme aus dem Flüssigkeitsreservoir (3) aufweist.
9. Bedampfungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dampfleitelement (8) mit Lamellen (9) vorgesehen ist, um den Dampf gezielt auf das zu inspizierende Objekt zu leiten, wobei das Dampfleitelement (8) bevorzugt am Verdampfungskörper (2) angeordnet ist.
10. Bedampfungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit vorgesehen ist, welche vorzugsweise eine USB- Schnittstelle aufweist.
1 1. Vorrichtung (16) zur mobilen optischen Erfassung von Oberflächendaten mindestens eines Festkörpers, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (16) eine Bedampfungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist.
12. Vorrichtung (16) nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein
Abstandhalter (18) vorgesehen ist, wobei die Bedampfungsvorrichtung (1 ) zumindest teilweise im und/oder am Abstandhalter (18) angeordnet ist.
13. Vorrichtung (16) nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (16) zumindest eine Einrichtung zur Durchführung eines
Lichtschnittverfahrens aufweist, umfassend eine Lichtquelle zur Bereitstellung von zumindest einer Laserlinie, eine Bildaufnahmeeinrichtung mit einer lichtempfindlichen Sensorfläche und vorzugsweise Datenverarbeitungseinrichtungen und Datenspeicher
14. Verfahren zur Erzeugung eines Dampfes, insbesondere zum Aufbringen eines Kondensatfilms auf eine, gegebenenfalls spiegelnde und/oder transparente,
Objektoberfläche, bevorzugt mit einer Bedampfungsvorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 10, wobei eine Flüssigkeit aus einem Flüssigkeitsreservoir (3) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit zu oder in einen porösen
Verdampfungskörper (2) geführt wird, wobei der Verdampfungskörper (2) durch ein oder mehrere Heizelemente (6) einer Heizeinrichtung erhitzt wird, um die Flüssigkeit zu verdampfen, wonach ein dabei entstandener Dampf vom Verdampfungskörper (2) weg befördert wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit mittels eines Dochtes (12) oder einer Pumpe (13) aus dem Flüssigkeitsreservoir (3) durch eine Leitung (4) zum Verdampfungskörper (2) befördert wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das
Heizelement (6), insbesondere eine Heizspirale, für maximal 5 s, vorzugsweise für 2 s bis 4 s, besonders bevorzugt für 3 s erhitzt wird, wobei das Heizelement (6) mit Strom, insbesondere mit 5 A bei 3,7 V, versorgt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf, vorzugsweise mit einem Lüfter (14), aus dem Verdampfungskörper (2) geblasen wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf gezielt, insbesondere durch ein Dampfleitelement (8), auf die Oberfläche geleitet wird.
19. Verfahren zum berührungslosen Erfassen zumindest eines Teils einer Kontur eines Körpers mittels eines Lichtschnittverfahrens, wobei zumindest eine Laserlinie bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kondensatfilm mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18 auf eine, insbesondere spiegelnde und/oder transparente, Objektoberfläche bzw. Oberfläche des Festkörpers aufgebracht wird.
20. Verfahren zum berührungslosen Erfassen zumindest eines Teils einer in einer Vorzugsschnittfläche liegenden Kontur eines Körpers, innerhalb eines vorbestimmten Messbereiches des Körpers, welcher Körper eine bekannte geometrische
Gesetzmäßigkeit in einer Raumrichtung aufweist, die nicht in der Vorzugsschnittfläche liegt, vorzugsweise senkrecht zur Vorzugsschnittfläche gerichtet ist, insbesondere zum Erfassen eines Teils eines Querschnitts eines Körpers, wobei die Kombination folgender Merkmale ausgeführt wird:
- Anvisieren des Körpers von Hand aus mit mindestens zwei von einer vom Körper ortsunabhängigen Strahlenquelle erzeugten Strahlenflächen unter Erzeugen jeweils einer Strahlenschnittlinie an der Oberfläche des Körpers in dem vorbestimmten Messbereich,
- welche Strahlenflächen in bekannter Raumorientierung zueinenader stehen,
- Erfassen der Strahlenschnittlinien mittels eines Strahlendetektors, der zu den Strahlenflächen ebenfalls in einer bekannten Raumorientierung steht,
- worauf die vom Strahlendetektor erfassten Schnittliniendaten zur Errechnung der in der gewünschten Vorzugsschnittfläche liegenden Kontur verwertet werden,
wobei die im Messbereich des Körpers auftretende Gesetzmäßigkeit seiner Oberfläche bei der Errechnung der in der gewünschten Vorzugsschnittfläche liegenden Kontur berücksichtigt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Kondensatfilm mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18 auf eine, insbesondere spiegelnde und/oder transparente,
Objektoberfläche bzw. Oberfläche des Festkörpers aufgebracht wird.
PCT/AT2020/060262 2019-07-23 2020-07-06 Bedampfungsvorrichtung und verfahren zur erzeugung eines dampfes WO2021011975A1 (de)

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