videoXtens Extensometer

Der videoXtens wird verwendet für das optische Messung der Lägenänderung berührungsempfindlicher und hochelastischer Materialien.

Der Extensometer misst berührungslos Zug-, Druck- und Biegeverformungen an allen Arten von Kunststoffen, Metallen, Gummi, Verbundwerkstoffen und Folien, sowie zweidimensionale Punktverschiebungen innerhalb einer Matrix, z. B. an Bauteilen.

Er ist außerdem geeignet zur Ermittlung der Breitenänderung, des r-Wertes gemäß ISO 10113, ISO 10275 und der Dehngrenzen im Zugversuch gemäß ISO 6892-1.

Hydraulik-Probenhalter videoXtens

Die wesentlichen Vorteile und Merkmale

Welche Varianten vom videoXtens Extensometer gibt es? Wie funktioniert eigentlich dieses Messsystem? Wie bereitet man richtig die Proben für eine genaue und reproduzierbare Messung? Wie funktioniert die Prüfung unter extremen Temperatur? Es erwarten Sie hier alle Antworten und noch viel Mehr.

videoXtens Varianten

videoXtens

Der videoXtens besteht in der Grundversion aus einem Gehäuse mit einer Kamera. Die Grundversion kann um eine weitere Kamera im Gehäuse erweitert werden oder alternativ um einen ganzen Messkopf, das heißt ein Gehäuse inklusive Kamera.

videoXtens mit zweiter Kamera

Mit dieser Variante sind Messungen im Grob- und Feinbereich mit ruckfreier Umschaltung möglich. Eine Kamera fokussiert den Anfangsbereich und erzielt hier eine hohe Auflösung. Dies ist gerade bei kleinen Anfangsmesslängen vorteilhaft. Die zweite Kamera betrachtet den gesamten Bereich. Dadurch wird ein hoher Messweg erzielt.

Alternativ können die zwei Kameras wie ein Array angeordnet werden, d. h. die Gesichtsfelder überlappen sich. Dadurch ergibt sich ein vergrößtes FOV bei gleich hoher Auflösung.

Eine weitere Alternative ist der Einsatz einer Kamera für die Breitenänderung.

videoXtens mit zweiter Kamera in extra Gehäuse

Durch die eigenständigen Gehäuse sind die Kameras ganz unabhängig voneinander einstellbar. So können zum Beispiel bei hohen Messlängen die obere und untere Messmarke getrennt beobachtet werden, und es wird jeweils eine hohe lokale Auflösung erzielt. Der minimale Abstand zwischen den Kameras beträgt dabei 180 mm.

videoXtens Array: Mehr-Kamera-Messsystem (3 Kameras)

Die Auflösung des videoXtens hängt vom Gesichtsfeld der Kamera ab. Je kleiner das Bild, desto besser die Auflösung, aber auch desto kleiner der Messbereich. Erfordert eine Anwendung jedoch einen großen Messweg bei gleichzeitig sehr hoher Auflösung, so bietet die Array-Variante des videoXtens eine flexible Lösung.

Dabei werden die überlappenden Gesichtsfelder von drei Kameras zu einem großen Gesichtsfeld zusammengefasst. Markierungen, die das Gesichtsfeld einer Kamera verlassen werden automatisch zum Gesichtstfeld der nächsten Kamera weitergereicht. Der videoXtens Array wird mit halber Traversengeschwindigkeit mitgeführt. So bleibt der Prüfungsvorgang im Fokus, und der Messbereich wird optimal ausgenutzt.

Der videoXtens Array ist besonders geeignet für Prüfungen von Grobblechen, Baustählen, Drähten und auch von vielen Kunststoffen.

videoXtens Array: Mehr-Kamera-Messsystem (3 + 1 Kameras)

Das System kann mit einer weiteren Kamera ausgestattet werden. Diese verfügt über ein kleines Gesichtsfeld und kann für die Messung der Breitenänderung verwendet werden.

Weitere Array-Varianten, z. B. auch in mehreren videoXtens-Gehäusen, können auf Anfrage angeboten werden.

ProLine videoXtens

Der ProLine videoXtens ist speziell an die ProLine angepasst und kann nur mit der ProLine eingesetzt werden. Der Längenänderungsaufnehmer ist eine preisgünstige Variante für die Ermittlung der Längsdehnung mit 2 Messmarken. Er entspricht dem ProLine-Konzept und ist auf die wesentlichsten Funktionalitäten reduziert. Daher sind keine Optionen und keine weiteren Kameras erhältlich. Es erfolgt keine Hardwaresynchronisierung zur Maschinenelektronik (ausschließlich Software-Synchronisierung).

Vorteile und Merkmale

  • Vorteile des videoXtens
  • Der videoXtens hat keinen Einfluss auf die Werkstoffkennwerte, da er berührungslos arbeitet.
  • Er ist das ideale Messsystem zur Dehnungsmessung an peitschenden Materialien (Sicherheitsgurte, Stahlseile, Gummiseile ...).
  • Biaxiales Messen: Längen- und optionale Breitenänderungsmessung sind gleichzeitig möglich. Für die Messung der Breitenänderung ist keine separate Markierung erforderlich. Die Breite kann an einer oder an mehreren Stellen bestimmt werden. Dies erlaubt die Messung der Dehngrenzen im Zugversuch gemäß ISO 6892-1 sowie der r- & n-Werte gemäß ISO 10113 und ISO 10275.
  • Das flexible Beleuchtungssystem (Auflicht/Rücklicht) kann optimal an die jeweilige Prüfaufgabe angepasst werden.
  • Einfache Justierung und Ausrichtung auf die Prüfachse.
  • Geeignet für den Einsatz mit Temperierkammer mit planparallelem Glaseinsatz mit beheizbarer Scheibe.
  • Der Anbau an das Prüfsystem ist extrem flexibel; je nach Verwendung im oberen oder unteren Prüfraum, mit oder ohne Temperierkammer.
  • Hohe Genauigkeit und Auflösung
  • Genauigkeitsklasse 1 gemäß EN ISO 9513.
  • Die Auflösung und Messgenauigkeit ist über die gesamte Bildgröße hoch.
  • Die Messwege sind variabel und je nach Wahl der Bildgröße bzw. des Objektivs sehr groß.
  • Einmalige Funktionalitäten
  • Automatische Messmarkenerkennung und Erfassung der Anfangsmesslänge L0.
  • Dehngeschwindigkeitsgeregelte Versuche sind bei Anbindung des videoXtens an testXpert II und testControl bzw. testControl II möglich.
  • Präparationsfreie Prüfung bei Proben mit strukturierter Oberfläche durch Mustererkennung. Alternative Präparation von Proben mit homogener, nicht strukturierter Oberfläche mit Musterspray.
  • Unterschiedliche Abstände von Probenoberflächen zur Kamera (z. B. bei Zugversuchen oder Bauteilen) können kompensiert werden.
  • Der gesamte Versuchsablauf kann im Bildschirm mitverfolgt werden. Die Speicherung der Videosequenz ist für nachträgliche Auswertungen möglich.
  • Herausragende Optionen
  • Das optionale TestRe-Run-Modul ermöglicht anhand aufgezeichneter Bildsequenzen eine nachträgliche Neukalkulation der Dehnungswerte unter Verwendung anderer Ausgangsmesslängen.
  • Wird die Probe mit zusätzlichen Markierungen versehen, kann optional die Dehnungsverteilung und auch die Bruchdehnung nach Anhang H der ISO 6892-1 ermittelt werden.
  • Messung der Breitenänderung sowie der Durchbiegung in 3- und 4-Punkt-Biegeversuchen ohne zusätzlich erforderliche Hardware.
  • Die 2D-Punktematrix-Messung erlaubt die Bestimmung von lokalen Dehnungen und Inhomogenitäten einer ebenen Probenfläche in 2 Richtungen (2D).
  • Bei Anbindung an testXpert II kann die Funktionalität video Capturing Plus des videoXtens ohne zusätzliche Hardware genutzt werden. Dies impliziert eine Integration der Bildsequenz in testXpert II und eine Synchronisierung zu den Messdaten für nachträgliche Betrachtung der Prüfung.

Probenmarkierung

Die Markierung der Messlänge erfolgt bei Materialien mit glatter und monochromer Oberfläche durch Markieren mit einem Filzstift, sonst mittels selbstklebender Messmarken. Alternativ kann die Probe auch durch flächiges Besprühen mit einem Musterspray präpariert werden. Die Längenänderungsmessung erfolgt dabei anhand des Musters, das durch die aufgebrachte Textur an den Punkten der Messlänge gegeben ist. Proben mit einer strukturierten Oberfläche können sogar ohne zusätzliche Markierung geprüft werden. Die Textur der Probenoberfläche dient dann als natürliches Muster.

Für die optionale Messung der Breitenänderung muss keine extra Markierung aufgebracht werden. Die Messung erfolgt über einen speziellen Kantenerkennungs-Algorithmus (Option zweite Messachse).

Die Querkontraktions-Messlänge kann auch durch Aufbringungen von Punkten oder durch die Auswahl von Regionen eines natürlichen oder künstlichen Musters auf der Probenfläche gesetzt werden.

Aufgrund der Messlängenkompensation ist bei der Aufbringung der Messmarken im Abstand L0 nicht das Maß an Exaktheit erforderlich, welches bei anderen Verfahren zur Feindehnungsmessung angewendet werden muss. Daraus ergibt sich sowohl die Vermeidung von Fehlerquellen als auch eine Beschleunigung der Versuchsvorbereitung.

Temperierkammer

Beim Einsatz des videoXtens in Verbindung mit Temperierkammern ist darauf zu achten, dass die Scheiben der Beobachtungsöffnung aus entspiegelten Gläsern bestehen. Andernfalls kann die Signalgüte durch Refl ektionen und Lichtverlust deutlich beeinträchtigt werden.

Zusätzlich wird das Messsignal aufgrund der veränderten optischen Prüfbedingungen negativ beeinfl usst. Im Temperaturbereich von 0 bis +250°C sind dies im wesentlichen Luftverwirbelungen, die in der Temperierkammer entstehen und zu einem erhöhten Rauschen des Signals führen. Die Zunahme liegt bei ca. 0,1 μm je 10 Kelvin Temperaturanstieg.

IIm negativen Temperaturbereich bis -70°C kann es zu Nebelbildung und Vereisung der Probe und des Werkzeugs kommen, welche das Messsignal ebenfalls beeinfl ussen. Dies ist abhängig von der kundenspezifi schen Konfi guration (z. B. Kühlmedium, Probenhalter, Beleuchtung, Probenmaterial…). In mit CO2 und LN2 gekühlten Kammern besteht bei entsprechender Luftfeuchtigkeit und Temperatur von ca. -20 bis 0 °C die Gefahr der Nebelbildung, so dass bis zur Durchführung der Prüfung eine Wartezeit von mehreren Minuten erforderlich sein kann.

Beim Arbeiten mit den Standardklebemarkierungen ist der Temperaturbereich auf -40 ... +120 °C eingeschränkt. Darüber hinaus stehen alternative Möglichkeiten mit Markierstiften zur Verfügung.

Für Applikationen, die eine Beleuchtung der Probe von vorne erfordern, stehen die Standard-Auflichtlampen zur Verfügung. Diese werden außerhalb der Kammer montiert und beleuchten die Probe durch die Beobachtungsöffnung für den videoXtens.

Derzeit ist kein Rücklicht in der Temperierkammer möglich. Damit kann keine Breitenänderungsmessung an der Probenkante durchgeführt werden.

videoXtens mit 2 Kameras & videoXtens Array mit 3 Kameras

videoXtens Extensometer
viedeoXtens Array Extensometer

videoXtens im Einsatz

7:45

Rippenstahlprüfung mit dem 2-Kamera videoXtens Extensometer

Die Software Optionen Test Re-Run und Dehnungsverteilung ermöglichen Messung über die Gesamtlänge der Probe und eine nachträgliche Neukalkulation der Dehnung.

Technischer Überblick

videoXtens

videoXtens und zusätzliche Kameras

Messkopf mit Digitalkamera, Software für Bilderfassung und -auswertung, sowie Zubehörkoffer mit Ausricht- und Markierhilfen.

Artikel-Nr.

1001282

Typ

videoXtens

Nur zu AllroundLine und zwickiLine (zwickiLine nicht in Kombination mit Schutzscheibe)

Anfangsmesslänge L0

5 ... ca. 500[1]

mm

Auflösung bei Gesichtsfeld:

50 mm

0,25

µm

100 mm

0,5

µm

200 mm

1

µm

500 mm

2,5

µm

Messfrequenz, max. (einstellbar)

166

Hz

Prüfgeschwindigkeit, max.

1000

mm/min

Max. Probenicke

20[2]

mm

Gewicht, ca.

7,5

kg

Genauigkeit

Genauigkeitsklasse 1 gemäß EN ISO 9513 für Gesichtsfelder ≤ 200 mm

Für Gesichtsfelder > 200 mm gilt: Der kleinste Messwert in Genauigkeitsklasse 1 ist: FOV/1000.

BeispielFOV=500⁢mm⇒500mm1000=0,5mm

Ab einem Messwert von 0,5 mm wird die Genauigkeitsklasse 1 erreicht.

  1. Abhängig vom Gesichtsfeld (FOV). FOV ist durch zweite Kamera oder Z-Achse erweiterbar.
  1. Bei dickeren Proben kann neu skaliert werden.

Ein freier Steckplatz in testControl II ist erforderlich für das INC-Modul (im Lieferumfang enthalten).

videoXtens Array

videoXtens Array und zusätzliche Kamera

Erweiterter Messkopf mit drei Digitalkameras, Software für Bilderfassung und -auswertung sowie Zubehörkoffer mit Ausricht- und Markierhilfen.

Artikel-Nr.

1001392

Typ

videoXtens Array (3 Kameras)

Nur zu AllroundLine

Anfangsmesslänge L0

5 ... 300

mm

Auflösung bei Gesichtsfeld:

140 mm (Objektiv f = 50 mm)

0,25

µm

230 mm (Objektiv f = 55 mm)

0,4

µm

340 mm (Objektiv f = 25 mm)

0,6

µm

Genauigkeit

Klasse 1

nach EN ISO 9513

Messfrequenz, max. (einstellbar)

166

Hz

Prüfgeschwindigkeit, max.

1000

mm/min

Max. Probenicke

20[1]

mm

Gewicht, ca.

15

kg

  1. Bei dickeren Proben kann neu skaliert werden.

Ein freier Steckplatz in testControl II ist erforderlich für das INC-Modul (im Lieferumfang enthalten).

videoXtens für ProLine

ProLine videoXtens

Messkopf mit Digitalkamera, Software für Bilderfassung und -auswertung sowie Zubehörkoffer mit Ausricht- und Markierhilfen.

Artikel-Nr.

013561

Typ

ProLine videoXtens

Nur zu ProLine

Anfangsmesslänge L0

5 ... 500

mm

Auflösung bei Gesichtsfeld:

50 mm

0,5

µm

100 mm

0,5

µm

200 mm

1

µm

500 mm

2,5

µm

Genauigkeit (für Gesichtsfelder ≤ 200 mm)

Klasse 1

nach EN ISO 9513

Messfrequenz, max. (einstellbar)

65

Hz

Prüfgeschwindigkeit, max.

1000

mm/min

Gewicht, ca.

7,5

kg

Der Anschluss erfolgt direkt an den PC, daher ist kein Modul erforderlich.

Software Optionen 

Prüfsoftware testXpert II bietet für die berührungslose Längenänderungsmessung und Dehnungsverteilung verschiedene Optionen für eine präzise und nachvollziehbare Messung. 

Test Re-Run und Dehnungsverteilung

Das optionale Test Re-Run-Modul ermöglicht anhand einer Bilderserie, die während eines Versuches aufgezeichnet wurde, die nachträgliche Neukalkulation der Dehnung unter Verwendung einer anderen Ausgangsmesslänge (sofern mehrere Markierungen vorhanden sind). Dies kann von besonderem Vorteil sein, wenn es z. B. in der Bauteilprüfung darum geht, lokale Dehnungen an unterschiedlichen Stellen auszuwerten, oder wenn im Standard-Zugversuch die Einschnürung der Probe außerhalb der ursprünglichen Ausgangsmesslänge eingetreten ist.

Über testXpert II kann die neu kalkulierte Dehnung selbstverständlich mit den anderen Messwerten im Nachhinein synchronisiert werden.
Diese Option ist ab testXpert II Version 3.4 verfügbar.

Die Option Dehnungsverteilung ermöglicht die Bestimmung von lokalen Dehnungen an mehreren Messstellen entlang der Messlänge der Probe. Diese sind als Kanäle in testXpert verfügbar. Bis zu 16 Messstellen werden automatisch erkannt und während der Prüfung ausgewertet. Ferner kann durch diese Option eine Symmetrierung der Anfangsmessläge um die Einschnürung automatisch in Echtzeit erfolgen (nach ISO 6892-1, Anhang H).

Video Capturing

Wird zusätzlich eine Aufnahme der Prüfung gewünscht (ohne nachträgliche Neukalkulation), empfiehlt sich die Software-Option testXpert II Video Capturing für videoXtens. Die Aufnahme ist mit der Messkurve synchronisiert und ermöglicht so die nachträgliche Betrachtung der Prüfung. Die Option beinhaltet keine Hardware, da die Aufnahme und die Synchronisierung vollständig über das videoXtens-System erfolgen.
Diese Option ist bereits im Lieferumfang enthalten.

2D-Punktematrix

Diese Option erlaubt die zweidimensionale Vermessung von Punkten, die auf einer ebenen Probenfläche aufgebracht wurden. Dadurch ist es möglich, lokale Dehnungen und Inhomogenitäten der Probe unter Last zu ermitteln. Als Messwerte stehen sowohl die X- und Y-Koordinaten als auch die Distanzen zwischen den Punkten zur Verfügung.

Bis zu 100 Messpunkte in beliebiger Anordnung oder in Matrizenform können vermessen werden. Die Darstellung in testXpert II ist auf 15 Kanäle begrenzt.

Diese Option misst nur über eine Kamera, d. h. eventuell vorhandene weitere Kameras werden vorher abgeschaltet.

Option zweite Messachse 

Mit dieser Option kann biaxial gemessen werden: Gleichzeitig zur Längsdehnung können Querdehnungen erfasst werden, zum Beispiel die Breitenänderung. Alternativ kann natürlich auch die Breitenänderung allein erfasst werden.

  • Für die Messung von Querdehnungen stehen zwei Varianten zur Verfügung:
  • Messung direkt an der Probenkante ohne zusätzliche Markierung (notwendig zur Bestimmung des r-Wertes). Für diese Variante ist eine Rücklichtlampe erforderlich.
  • Messung auf der Probenfläche mit punktförmiger Markierung oder durch Aufsprühen eines Musters. Für diese Variante wird die Probe mit einer Auflichtlampe beleuchtet.

Messung der Durchbiegung 

Auch bei Biegeversuchen kann der videoXtens eingesetzt werden. Je nach Art des Versuches und/oder der Probenbeschaffenheit stehen mehrere Möglichkeiten der Messung der Durchbiegung der Probe zur Verfügung:

  • Messung mit Auflicht über Markierungen auf der Probe
  • Messung mit Rücklicht an der Probenunterkante
  • Messung der Durchbiegung in Prüfachse oder der polynomialen Approximation der Krümmung

Maximale Durchbiegung, die gemessen werden kann: Beim videoXtens entspricht die maximale Durchbiegung dem FOV, beim videoXtens Array 1/3 des Gesamt-FOV (hier wird die Durchbiegung nur mit einer Kamera gemessen).

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