DE102017104801A1

DE102017104801A1 - Device for particle analysis

Info

Publication number: DE102017104801A1
Application number: DE102017104801.4A
Authority: DE
Inventors: Jan Schütz; Alexander Bertz; Volker Jetter; Tobias Beckmann; Daniel Carl
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2017-03-08
Filing date: 2017-03-08
Publication date: 2018-09-13
Anticipated expiration: 2037-03-09
Also published as: DE102017104801B4

Abstract

Bei einer Vorrichtung zur Partikelanalyse, die eine Bildaufnahmeeinheit (118) zum Aufnehmen von Analysebildern eines Untersuchungsbereichs eines Gegenstands (103) und eine Datenverarbeitungseinheit (124) zum Verarbeiten von dem Untersuchungsbereich zugeordneten Bilddaten aufweist, ist ein Aktuator (127) vorgesehen, mit dem an dem Gegenstand (103) angeordnete lose Partikel (109) zu einer Bewegung oder eine Verformung mit Verlagerung einer Partikelberandung anregbar sind, die über eine Analyse der Bilddaten erkennbar ist. Dadurch lassen sich in Analysedaten mit einem verhältnismäßig geringen apparativen Aufwand an einem Gegenstand (103) beispielsweise anhaftende Partikel (109) analysieren.

In an apparatus for particle analysis, which comprises an image acquisition unit (118) for taking analysis images of an examination region of an object (103) and a data processing unit (124) for processing image data associated with the examination region, an actuator (127) is provided with which Subject (103) arranged loose particles (109) are excitable to a movement or deformation with displacement of a particle boundary, which is recognizable by an analysis of the image data. As a result, it is possible to analyze, for example, adhering particles (109) in analysis data with a comparatively small amount of equipment on an object (103).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Partikelanalyse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for particle analysis according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus DE 10 2005 062 439 B3 bekannt. Diese vorbekannte Vorrichtung zur Partikelanalyse verfügt über eine Bildaufnahmeeinheit, die zum Aufnehmen von Analysebildern wenigstens eines Untersuchungsbereiches eines Gegenstands eingerichtet ist. Mit einer Datenverarbeitungseinheit der vorbekannten Vorrichtung sind dem oder einem Untersuchungsbereich zugeordnete Bilddaten verarbeitbar. Die vorbekannte Vorrichtung ist weiterhin mit einer Beleuchtungseinrichtung ausgestattet, mit der der jeweilige Untersuchungsbereich mit Strahlung unterschiedlicher Polarisationszustände beaufschlagbar ist, so dass Bilddaten zu mit unterschiedlichen Polarisationszuständen gewonnenen Analysebildern derart auswertbar sind, dass metallische Partikel erkennbar sind.Such a device is off DE 10 2005 062 439 B3 known. This previously known device for particle analysis has an image acquisition unit that is set up to record analysis images of at least one examination region of an object. With a data processing unit of the previously known device, image data associated with the or an examination area can be processed. The previously known device is furthermore equipped with a lighting device, with which the respective examination area can be exposed to radiation of different polarization states, so that image data for analysis images obtained with different polarization states can be evaluated in such a way that metallic particles can be recognized.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der bei einem verhältnismäßig einfachen Aufbau Partikel relativ verlässlich auch in dreidimensional komplex ausgebildeten Untersuchungsbereichen erkennbar sind.The invention has for its object to provide a device of the type mentioned above, with the relatively simple design of particles are relatively reliably recognizable even in three-dimensional complex study areas.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention in a device of the type mentioned above with the characterizing features of claim 1.

Dadurch, dass bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wenigstens ein Aktuator im Sinne einer auf die Partikel einwirkenden Kraft vorhanden ist, mit dem zwischen dem Aufnehmen von Analysebildern aktiv Partikel zu einer durch die Bildaufnahmeeinheit und die Datenverarbeitungseinheit örtlich auflösbaren Verlagerung der Partikelberandung beispielsweise durch wenigstens abschnittsweise Verformung und/oder translatorische Bewegung anregbar sind, lassen sich im jeweiligen Untersuchungsbereich bewegliche und/oder verformbare Partikel von auch komplexen, raumfesten Konturen des Gegenstands durch Repräsentation in Analysedaten erkennen.Characterized in that in the device according to the invention at least one actuator in the sense of acting on the particle force is present, with the active between the recording of analysis images particles to a spatially resolvable by the image pickup unit and the data processing unit displacement of the particle boundary, for example by at least partially deformation and / or translational movement can be stimulated, movable and / or deformable particles of even complex, space-fixed contours of the object can be detected in the respective examination area by representation in analysis data.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Further expedient embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Eine zweckmäßige Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Aktuator ein Druckstoßaktuator ist, mit dem ein Gegenstand mit einem druckimpulsartigen Strom eines insbesondere gasförmigen oder flüssigen Fluids beaufschlagbar ist. Eine derartige Ausbildung eines Aktuators ist insbesondere bei leicht von einem mechanisch empfindlichen Gegenstand lösbaren Partikeln von Vorteil.An expedient development of a device according to the invention is characterized in that an actuator is a pressure surge actuator with which an object can be acted upon by a pressure-pulse-like flow of a particularly gaseous or liquid fluid. Such a design of an actuator is particularly advantageous for easily detachable from a mechanically sensitive article particles.

Eine weitere zweckmäßige Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Aktuator ein Ultraschallaktuator ist, mit dem ein Gegenstand mit Ultraschallwellen beaufschlagbar ist. Der Vorteil dieser Weiterbildung liegt darin, dass Ultraschallwellen auf ansonsten schwer zugängliche Bereiche eines Gegenstandes einwirken.A further expedient development of a device according to the invention is characterized in that an actuator is an ultrasonic actuator, with which an object can be acted upon by ultrasonic waves. The advantage of this development is that ultrasonic waves act on otherwise difficult to access areas of an object.

Eine weitere zweckmäßige Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Aktuator ein Stoßaktuator ist, mit dem einem Gegenstand durch einen mechanischen Stoß impulsartig Schallwellen einprägbar sind. Diese Weiterbildung findet bevorzugt ihren Einsatz bei auf mechanisch robusten Gegenständen verhältnismäßig stark anhaftenden Partikeln.A further expedient development of a device according to the invention is characterized in that an actuator is a shock actuator with which an object can be impressed in a pulsed manner by a mechanical shock sound waves. This development is preferably used in the case of relatively strong particles adhering to mechanically robust objects.

Eine weitere zweckmäßige Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Aktuator ein Magnetpulsaktuator ist, mit dem ein Gegenstand mit Magnetfeldern zum Bewegen magnetischer Partikel beaufschlagbar ist. Dadurch lassen sich magnetisch sensitive Partikel mit verhältnismäßig starken Kräften anregen.A further expedient development of a device according to the invention is characterized in that an actuator is a magnetic pulse actuator, with which an object with magnetic fields for moving magnetic particles can be acted upon. As a result, magnetically sensitive particles with relatively strong forces can be stimulated.

Eine weitere zweckmäßige Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Aktuator ein elektrostatisch wirkender Aktuator ist, mit dem ein Gegenstand mit elektrischen Feldern zum verlagernden oder bewegenden Einwirken auf Partikel, insbesondere polarisierbare, elektrisch leitende oder elektrische Ladung tragende Partikel, beaufschlagbar ist. Dadurch lassen sich elektrisch sensitive Partikel mit verhältnismäßig starken Kräften anregen.Another expedient development of a device according to the invention is characterized in that an actuator is an electrostatically acting actuator, with which an object with electric fields for displacing or moving action on particles, in particular polarizable, electrically conductive or electric charge-carrying particles, can be acted upon. As a result, electrically sensitive particles can be excited with relatively strong forces.

Bei einer weiteren zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass wenigstens zwei unterschiedliche, auf einen Gegenstand einwirkende Aktuatoren vorhanden sind. Dadurch lassen sich beispielsweise aus zwei verschiedenen Richtungen wirkende Kräfte erzeugen, die besonders zuverlässig eine Reaktion von Partikeln hervorrufen.In a further expedient development it is provided that at least two different actuators acting on an object are present. As a result, it is possible, for example, to generate forces acting from two different directions, which produce a reaction of particles in a particularly reliable manner.

Bei einer Ausführung der letztgenannten Weiterbildung ist besonders vorteilhaft, dass wenigstens ein Paar von mit physikalischen Kräften unterschiedlicher Natur einwirkenden Aktuatoren vorhanden ist, mit denen unterschiedliche verformungs- oder bewegungsinduzierende Kräfte wie beispielsweise mechanische Kräfte und magnetische Kräfte erzeugbar sind. Dadurch lassen sich Partikel mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften voneinander unterscheiden.In an embodiment of the last-mentioned further development, it is particularly advantageous that at least one pair of actuators acting with physical forces of different nature is present, with which different forces that induce deformation or movement, such as mechanical forces and magnetic forces, can be generated. This allows differentiation of particles with different physical properties.

Zweckmäßig ist weiterhin, eine Strahlungsquelle wie beispielsweise eine Lichtquelle zum wenigstens bereichsweisen Beaufschlagen des oder eines Untersuchungsbereichs eines Gegenstands mit Strahlung vorzusehen. Dadurch lassen sich kontrastreiche Analysebilder hoher Intensität gewinnen. It is also expedient to provide a radiation source, such as a light source, for at least partially exposing the examination area or an examination area of an object to radiation. As a result, high-contrast analysis images of high intensity can be obtained.

Weiterhin zweckmäßig ist, dass mit der Datenverarbeitungseinheit wenigstens ein Satz von Differenzbilddaten als Differenz von Bilddaten vor einem Einwirken eines Aktuators und von Bilddaten nach einem Einwirken eines Aktuators als Analysedaten erzeugbar sind. Durch die Subtraktion eliminieren sich in beiden Bilddaten vorhandene Signaturen von beispielsweise raumfesten, dem Gegenstand eigene Strukturen, während verformbare oder bewegliche Partikel in den Differenzbilddaten deutlich diskriminierbar sind.Furthermore, it is expedient that with the data processing unit at least one set of differential image data as a difference of image data before an action of an actuator and image data after an action of an actuator can be generated as analysis data. Due to the subtraction, existing signatures of, for example, spatially fixed structures that are part of the object are eliminated in both image data, while deformable or movable particles in the differential image data are clearly discriminatable.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren der Zeichnung.Further expedient refinements and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the figures of the drawing.

Es zeigen:

1 in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einer Strahlungsquelle, mit einer Bildaufnahmeeinheit, mit einer Datenverarbeitungseinheit und mit einem Aktuator,
2 in einer schematischen Darstellung einen mit einem zu analysierenden Partikel behafteten Gegenstand mit einem als Gasdruckstoßaktuator ausgebildeten Aktuator einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,
3 in einer schematischen Darstellung einen mit einem zu analysierenden Partikel behafteten Gegenstand mit einem als Ultraschallaktuator ausgebildeten Aktuator einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,
4 in einer schematischen Darstellung einen mit einem zu analysierenden Partikel behafteten Gegenstand mit einem als Stoßaktuator ausgebildeten Aktuator und mit einem als elektrostatischer Aktuator ausgebildeten Aktuator einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,
5 in einer schematischen Darstellung einen mit einem zu analysierenden Partikel behafteten Gegenstand mit einem als Magnetpulsaktuator ausgebildeten Aktuator einer Vorrichtung gemäß der Erfindung und
6 in einer schematischen Darstellung zwei Analysebilder sowie ein aus den Analysebildern gewonnenes Differenzbild.

Show it:

1 1 is a schematic representation of an exemplary embodiment of a device according to the invention with a radiation source, with an image acquisition unit, with a data processing unit and with an actuator,
2 2 shows a schematic representation of an article subject to a particle to be analyzed with an actuator of a device according to the invention designed as a gas-pressure shock actuator;
3 1 shows a schematic representation of an article subject to a particle to be analyzed with an actuator of a device according to the invention designed as an ultrasonic actuator;
4 1 shows a schematic representation of an article subject to a particle to be analyzed with an actuator designed as a shock actuator and with an actuator of a device according to the invention designed as an electrostatic actuator;
5 in a schematic representation of an afflicted with a particle to be analyzed object with a trained as Magnetpulsaktuator actuator of a device according to the invention and
6 in a schematic representation of two analysis images and a difference image obtained from the analysis images.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Partikelanalyse gemäß der Erfindung, die dazu eingerichtet ist, auf einem Gegenstand wie einem insbesondere dreidimensional komplex ausgestalteten Bauteil 103, das auf einem Träger 106 angeordnet ist, wenigstens abschnittsweise lose aufliegende Partikel 109 zu analysieren. Hierzu verfügt das Ausführungsbeispiel gemäß 1 zweckmäßigerweise über eine Strahlungsquelle 112 beispielsweise in Gestalt einer breitbandig, auch im sichtbaren Spektralbereich emitierenden Lichtquelle, mit der das Bauteil 103 mit Strahlung 115, vorzugsweise mit Lichtstrahlung im sichtbaren Spektralbereich, beaufschlagbar ist. Eine in ihrer spektralen Sensitivität an die Strahlungsquelle 112 angepasste Bildaufnahmeeinheit 118 ist zum Aufnehmen von Analysebildern wenigstens eines Untersuchungsbereichs des Bauteils 103 eingerichtet und dabei insbesondere bezüglich der räumlichen Auflösung so ausgestaltet, dass zu analysierende Partikel 109 in den Analysebildern zugeordneten Bilddaten repräsentiert sind. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a device for particle analysis according to the invention, which is adapted to an object such as a particular three-dimensionally complex designed component 103 on a support 106 is arranged, at least partially loose particles 109 analyze. For this purpose, the embodiment according to 1 expediently via a radiation source 112 For example, in the form of a broadband, even in the visible spectral emitating light source, with the component 103 with radiation 115 , preferably with light radiation in the visible spectral range, can be acted upon. One in their spectral sensitivity to the radiation source 112 adapted image acquisition unit 118 is for taking analysis images of at least one examination region of the component 103 set up and designed in particular with respect to the spatial resolution so that to be analyzed particles 109 represented in the analysis images associated image data.

Die Bildaufnahmeeinheit 118 ist an eine Steuereinheit 121 angeschlossen, über die die von der Bildaufnahmeeinheit 118 gewonnenen Bilddaten einer Datenverarbeitungseinheit 124 einspeisbar sind.The image capture unit 118 is to a control unit 121 connected via the the from the image acquisition unit 118 obtained image data of a data processing unit 124 can be fed.

Die Steuereinheit 121 steht weiterhin mit einem Aktuator 127 in Verbindung, der mit dem Bauteil 103 derart gekoppelt ist, dass bei Einwirken des Aktuators 127 auf das Bauteil 103 auf dem Bauteil 103 angeordnete lose Partikel 109 beispielsweise zu einer Bewegung oder zu einer abschnittsweisen Verformung jeweils mit wenigstens abschnittsweiser Verlagerung der Partikelberandung anregbar sind.The control unit 121 still stands with an actuator 127 in conjunction with the component 103 is coupled such that upon exposure of the actuator 127 on the component 103 on the component 103 arranged loose particles 109 For example, to a movement or to a sectional deformation in each case with at least partially shift the particle boundary are excitable.

Zum Gewinnen und Auswerten von Bilddaten zu von der Bildaufnahmeeinheit 118 aus einem Untersuchungsbereich gewonnenen Analysebildern, um zur Analyse insbesondere das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Partikeln 109 in Analysedaten zu erkennen, wird beispielsweise wie folgt vorgegangen.For obtaining and evaluating image data from the image acquisition unit 118 analysis images obtained from an examination area in order to analyze, in particular, the presence or absence of particles 109 to recognize in analysis data, for example, proceed as follows.

Mit der Bildaufnahmeeinheit 118 wird mit dem in 1 symbolisch dargestellten, hier einzigen Partikel 109 ein Analysebild A aufgenommen, und die zugehörigen Bilddaten werden in einem ersten Bilddatenspeicher 130 der Datenverarbeitungseinheit 124 abgespeichert.With the image acquisition unit 118 will be with the in 1 symbolically represented, here only particles 109 an analysis image A is taken, and the associated image data are stored in a first image data memory 130 the data processing unit 124 stored.

Anschließend wird von der Steuereinheit 121 nach Abspeichern der Bilddaten des Analysebilds A in dem ersten Bilddatenspeicher 130, der Aktuator 127 derart angesteuert, dass dieser auf das Bauteil 103 derart einwirkt, dass das Partikel 109 verformt oder in eine neue Position bewegt wird, in der in 1 das Partikel 109' gestrichelt dargestellt ist.Subsequently, the control unit 121 after storing the image data of the analysis image A in the first image data memory 130 , the actuator 127 controlled such that this on the component 103 such acts that the particle 109 deformed or moved to a new position in the in 1 the particle 109 ' is shown in dashed lines.

Nach Einwirken des Aktuators 127 auf das Bauteil 103 wird ein weiteres Analysebild B aufgenommen, dessen zugehörige Bilddaten einem zweiten Bilddatenspeicher 133 der Datenverarbeitungseinheit 124 einspeisbar sind.After acting on the actuator 127 on the component 103 becomes another analysis picture B taken, its associated image data a second image data memory 133 the data processing unit 124 can be fed.

Die Datenverarbeitungseinheit 124 ist dazu eingerichtet, die in den Bilddatenspeichern 130, 133 gespeicherten Bilddaten derart zu Analysedaten zu verarbeiten, dass eine Verformung und/oder Bewegung wenigstens eines Partikels 109 feststellbar ist.The data processing unit 124 is set up to store in the image data storage 130 . 133 stored image data to process such analysis data that a deformation and / or movement of at least one particle 109 is detectable.

Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel werden hierzu die Bilddaten in den Bilddatenspeichem 130, 133 zum Erzeugen eines Differenzbilds voneinander subtrahiert, wobei die Bilddaten des Differenzbilds A-B bei diesem Ausführungsbeispiel in einem Differenzbilddatenspeicher 136 der Datenverarbeitungseinheit 124 als Analysedaten abspeicherbar sind. Zu Analysezwecken sind die Analyesedaten aus dem Differenzbilddatenspeicher 136 in einer Differenzbildausgabeeinheit 139 beispielsweise in Gestalt eines Monitors ausgebbar.At the in 1 illustrated embodiment, the image data in the Bilddatenspeichem 130 . 133 for generating a difference image subtracted from each other, wherein the image data of the difference image AB in this embodiment in a difference image data memory 136 the data processing unit 124 can be stored as analysis data. For analysis purposes, the analysis data is from the difference image data memory 136 in a differential image output unit 139 for example, in the form of a monitor can be output.

In 1 ist anschaulich dargestellt, dass aufgrund der Subtraktion der Bilddaten jedwede von dem Einwirken des Aktuators 127 unbeeinflusste, beispielsweise auf feste Konturen zurückzuführende Bilddaten eliminiert und nur den in 1 schematisch dargestellten beiden Positionen des Partikels 109 zugeordnete Bilddaten, die für das Vorhandensein eines wenigstens abschnittsweisen losen Partikels 109 charakteristisch sind, vorhanden sind.In 1 is clearly shown that due to the subtraction of the image data any of the action of the actuator 127 uninfluenced image data, for example due to solid contours, is eliminated and only the in 1 schematically illustrated two positions of the particle 109 associated image data that is characteristic of the presence of an at least partially loose particle 109, are present.

2 bis 5 zeigen, wie nachfolgend näher erläutert, typische Geometrien von Bauteilen 103 und beispielhafte Ausführungen von Aktuatoren 127, wobei rein beispielhaft jeweils ein an dem Bauteil 103 angeordnetes Partikel 109 bezeichnet ist. 2 to 5 show, as explained in more detail below, typical geometries of components 103 and exemplary embodiments of actuators 127 , wherein purely by way of example in each case one arranged on the component 103 particles 109 is designated.

2 zeigt ein in Gestalt einer Halbschale ausgebildetes Bauteil 103, in dessen Innenbereich ein Partikel 109 beispielsweise durch Anhaften angeordnet ist. Der Aktuator 127 ist hier als schematisch dargestellte Druckluftdüsenanordnung 203 ausgeführt, mit der insbesondere der halbschalenartig ausgebildete Innenbereich des Bauteils 103 zum Induzieren einer Verformung oder einer Bewegung von Partikeln 109 mit Druckluft als Fluid beaufschlagbar ist. Diese Ausführung eines Aktuators 127 ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Untersuchungsbereich des Bauteils 103 von dem von der Druckluftdüsenanordnung 203 abgegebenen Luftstrom 206 beaufschlagbar ist, keine leeseitig des Luftstroms 206 angeordnete Untersuchungsbereiche zu analysieren sind und die Partikel 109 wenig kraftaufwändig von der Oberfläche des Bauteils 103 entfernbar sind. 2 shows a trained in the form of a half-shell component 103, in its interior a particle 109 is arranged for example by adhesion. The actuator 127 is here as a schematically illustrated compressed air nozzle assembly 203 executed, with the particular half-shell-like interior of the component 103 for inducing deformation or movement of particles 109 can be acted upon with compressed air as fluid. This version of an actuator 127 is particularly advantageous if the examination area of the component 103 from that of the compressed air nozzle assembly 203 discharged airflow 206 can be acted upon, no leeward of the air flow 206 arranged examination areas are to be analyzed and the particles 109 little force-consuming from the surface of the component 103 are removable.

3 zeigt einen Aktuator 127 in einer Ausführung als Ultraschallaktuator 303, der mit einem in 3 als Zahnrad ausgebildeten Bauteil 103 in Kontakt ist, so dass dem Bauteil 103 Ultraschallwellen einspeisbar sind. Diese Ausführung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Bauteil 103 sehr komplexe Strukturen aufweist, die beispielsweise durch einen Luftstrom nicht oder nur sehr eingeschränkt zugänglich sind. 3 shows an actuator 127 in an embodiment as Ultraschallaktuator 303 who with one in 3 formed as a gear component 103 is in contact, allowing the component 103 Ultrasonic waves are fed. This embodiment is particularly advantageous if the component 103 has very complex structures that are not accessible or only very limited, for example, by a flow of air.

4 zeigt schematisch eine Ausführung eines Aktuators 127 als einen mit einem impulsartigen Stoß mechanisch wirkenden Stoßaktuator 403, der eine Druckfeder 406 und einen Klöppel 409 aufweist. Der Klöppel 409 schlägt bei Relaxation der Druckfeder 406 gegen ein bei der Ausführung gemäß 4 zweckmäßigerweise ebenfalls komplex ausgebildetes Bauteil 103 an und prägt dadurch in das Bauteil 103 impulsartig Schallwellen ein, unter deren Einfluss Partikel 109 insbesondere zu einer typischerweise ruckartigen, verhältnismäßig großen Translationsbewegung anregbar sind. Diese Ausführung eignet sich insbesondere für verhältnismäßig massive, auch gegen relativ hohe mechanische Beanspruchungen widerstandsfähige Bauteile 103. 4 schematically shows an embodiment of an actuator 127 as a shock actuator mechanically acting with a pulse-like shock 403 that is a compression spring 406 and a clapper 409 having. The clapper 409 beats in relaxation of the compression spring 406 against in the execution according to 4 expediently also complex formed component 103 and thereby shapes in the component 103 Pulsed sound waves, under the influence of particles 109 in particular to a typically jerky, relatively large translational movement can be excited. This embodiment is particularly suitable for relatively massive, even against relatively high mechanical stress resistant components 103 ,

Weiterhin ist in 4 als weiterer Aktuator 127 schematisch ein elektrostatisch wirkender Aktuator 412 dargestellt, der über eine Elektrodenplatte 415 verfügt, die über eine Anschlussleitung 418 mit einer elektrischen Spannung beaufschlagbar ist. Die Elektrodenplatte 415 ist in der Anordnung gemäß 4 auf der dem bei dieser Ausführung als spannungsfreie Masse dienenden Träger 106 gegenüberliegenden Seite des Bauteils 103 angeordnet, so dass sich bei Anlegen einer Spannung zwischen der Elektrodenplatte 415 und dem Träger 106 ein auf das Bauteil 103 einwirkendes elektrisches Feld 421 ausbildet, welches wenigstens abschnittsweise lose Partikel 109 zu einer Verlagerung der Partikelberandung aktiviert.Furthermore, in 4 as another actuator 127 schematically an electrostatically acting actuator 412 represented by an electrode plate 415 has, via a connecting line 418 can be acted upon by an electrical voltage. The electrode plate 415 is in the arrangement according to 4 on the in this embodiment serving as stress-free mass carrier 106 opposite side of the component 103 arranged so that when applying a voltage between the electrode plate 415 and the carrier 106 one on the component 103 acting electric field 421 forms, which at least partially loose particles 109 activated to a shift of the particle boundary.

5 zeigt schematisch eine Ausgestaltung gemäß der Erfindung mit einem als Druckluftdüsenanordnung 203 wie in 2 ausgebildeten ersten Aktuator 127 und mit einem als Magnetpulsaktuator 503 symbolisch dargestellten zweiten Aktuator 127. Mit dem Magnetpulsaktuator 503 ist das Bauteil 103 mit vorzugsweise impulsartigen Magnetfeldern beaufschlagbar, die somit nur auf auf magnetische Kräfte reagierende Partikel 109 einwirken. Dadurch lassen sich beispielsweise Verformungen oder Bewegungen von auf Magnetkräfte unempfindliche Partikel 109 und auf Magnetkräfte empfindliche Partikel 109 voneinander unterscheiden sowie die Partikel 109 auch diesbezüglich analysieren, indem das Bauteil 103 beispielsweise wechselweise von einem Luftstrom 206 und anschließend von Magnetfeldimpulsen beaufschlagt wird. 5 schematically shows an embodiment according to the invention with a compressed air nozzle arrangement 203 as in 2 trained first actuator 127 and with a second actuator shown symbolically as Magnetpulsaktuator 503 127 , With the magnetic pulse actuator 503 is the component 103 preferably acted upon by pulsed magnetic fields, which thus only responsive to magnetic forces particles 109 act. As a result, for example, deformations or movements of insensitive to magnetic forces particles 109 and magnetic-sensitive particles 109 differ from each other as well as the particles 109 also analyze in this regard by the component 103 for example, alternately from an air flow 206 and then applied by magnetic field pulses.

6 zeigt in Abbildungen a), b) und c) symbolhaft und stark vereinfacht ein Analysebild A vor und ein Analysebild B nach dem Einwirken eines Aktuators 127. In den Analysebildern A, B sind eine statische Bauteilkontur 603 und Bilddaten als Signaturen 606, 609 eines Partikels 109 dargestellt, das sich durch das Einwirken des Aktuators 127 in diesem Fall translatorisch bewegt hat. 6 shows in Figures a), b) and c) symbolically and greatly simplified an analysis image A before and an analysis image B after the action of an actuator 127 , In the analysis images A, B are a static component contour 603 and image data as signatures 606 . 609 of a particle 109 represented by the action of the actuator 127 in this case has moved translationally.

Durch eine Subtraktion der Bilddaten des Analysebildes B von den Bilddaten des Analysebildes A ergibt sich, wie in Abbildung c) von 6 dargestellt, als Analysedaten ein Differenzbild A-B, bei dem die Signaturen 606, 609 vorhanden, jedoch als transformierte Signaturen 606', 609' mit unterschiedlichen Vorzeichen behaftet sind. Dadurch lässt sich auch die Verformungs- oder Bewegungsrichtung des betreffenden Partikels 109, das durch eine signifikante räumliche Struktur identifizierbar ist, welche wiederum durch die Datenverarbeitungseinheit 124 erkennbar ist, analysieren.By subtracting the image data of the analysis image B from the image data of the analysis image A, as in figure c) of 6 represented as analysis data a difference image AB, in which the signatures 606 . 609 present, but as transformed signatures 606 ' . 609 ' are subject to different signs. This also allows the deformation or movement direction of the particle in question 109 which is identifiable by a significant spatial structure, in turn, by the data processing unit 124 recognizable, analyze.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005062439 B3 [0002]

Claims

An apparatus for particle analysis comprising an image acquisition unit (118) for taking analysis images (A, B) from at least one examination area of an object (103) and a data processing unit (124) for processing image data associated with the or an examination area, characterized in that at least one Actuator (127) is present, under the action of which on an object (103) at least partially loosely lying particles (109) are excitable to an at least partially shifting the particle boundary, and that the data processing unit (124) is adapted to image data of the or a study area before and after an action of the actuator (127) on an object (103) to be processed such that an excited by the actuator (127) reaction of at least one particle (109) is represented in analysis data.

Device after Claim 1 , characterized in that an actuator (127) is a force-generating component and by means of a control unit (121) can be controlled.

Device after Claim 2 , characterized in that an actuator (127) is a pressure surge actuator (203), with which an object (103) with a pressure pulse-like stream (206) of a fluid can be acted upon.

Device after Claim 2 or Claim 3 , characterized in that an actuator (127) is an ultrasonic actuator (303), with which an object (103) can be acted upon by ultrasonic waves.

Device according to one of Claims 2 to 4 , characterized in that an actuator (127) is a shock actuator (403), with which an object (103) by a mechanical shock pulse-like sound waves are einprägbar.

Device according to one of Claims 2 to 5 , characterized in that an actuator (127) is a Magnetpulsaktuator (503), with which an object (103) with magnetic fields for acting on magnetic particles (109) can be acted upon.

Device according to one of Claims 2 to 6 , characterized in that an actuator (127) is an electrostatically acting actuator (412), with which an object (103) with an electric field for acting on particles (109) can be acted upon.

Device according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that at least two different, on an object (103) acting actuators (127) are present.

Device after Claim 8 , characterized in that at least one pair of actuators (127) acting with physical forces of different nature is present, with which different deformation and / or movement-inducing forces can be generated.

Device according to one of Claims 1 to 9 , characterized in that a radiation source (112) for at least partially applying the or an examination area of an object (103) is present.

Device according to one of Claims 1 to 10 , characterized in that the data processing unit (124) at least one set of differential image data as a difference of image data before an actuator (127) and image data after acting on an actuator (127) are generated as analysis data.