Moderne elektronische Geräte erzeugen während des Betriebs Wärme, und mit steigenden Leistungsniveaus wird eine effektive Wärmeableitung immer wichtiger. Ein entscheidendes Bauteil hierfür ist der Kühlkörper, der oft aus hochwärmeleitenden Materialien wie Aluminiumlegierungen, Messing oder Bronze gefertigt wird.
Um eine optimale thermische Leistung zu gewährleisten und Über- oder Unterdimensionierung zu vermeiden, ist eine präzise Messung der Kühlkörperdicke – insbesondere während der Produktions- und Designphase – unerlässlich. Traditionelle Methoden wie die manuelle Messung mit Schieblehren sind jedoch langsam, unzuverlässig und arbeitsintensiv.
Hier kommen chromatisch-konfokale Sensoren ins Spiel.
Anwendungsübersicht: Zwei-Kopf-Dickenmessung von Kühlkörpern
In diesem Fall verwendeten wir Hypersens chromatisch-konfokalen Punkt-Sensor (HPS-CFL030) zusammen mit dem Controller HPS-CF2000, um beidseitige Dickenmessungen an einem Kühlkörper aus reflektierendem Metall durchzuführen.
Messziele
Präzise Messung der Dicke eines Kühlkörpers an 18 Schlüsselstellen
Sicherstellung hoher Wiederholgenauigkeit und Stabilität der Messungen
Ersatz langsamer und inkonsistenter manueller Methoden
Warum chromatisch-konfokale Sensoren?
Ideal für hochreflektierende Materialien wie Aluminium und Kupfer
Kontaktlose, hochauflösende Dickenmessungen möglich
Geeignet für Zwei-Kopf-Setups (gleichzeitige Messung von Ober- und Unterseite)
Hohe Geschwindigkeit, hohe Präzision und hohe Wiederholgenauigkeit
Testaufbau & Ablauf
Testumgebung
Indoor-Test bei stabiler Raumtemperatur
Sensor-Setup
Sensorköpfe: HPS-CFL030 (oben & unten)
Controller: HPS-CF2000
Koaxiale Ausrichtung der Sensoren mithilfe eines integrierten Zwei-Kopf-Kalibrierprozesses
Systemeinstellungen
Belichtungszeit: 400 µs
Medianfilterung und gleitender Durchschnitt: 128
Trigger-Modus: Timing-Trigger
Messablauf
18 Messpunkte entlang der Kante des Kühlkörpers ausgewählt
An jedem Punkt erfasste das Zwei-Kopf-System die Positionen der oberen und unteren Oberfläche
Die Dicke wurde aus dem Distanzunterschied zwischen beiden Oberflächen berechnet
10 Messzyklen wurden zur Überprüfung der Konsistenz durchgeführt
Messergebnisse
Wiederholpräzision über alle 18 Punkte: ≤ 0,7 µm
Geringfügige Abweichungen an einigen Punkten aufgrund von Markertintenrückständen, die die Messung leicht beeinflussen können
Trotz möglicher Setup- und Markervariabilität zeigte das System eine ausgezeichnete Wiederholgenauigkeit
