So messen Sie Volumen zerstörungsfrei

Das Volumen ist der Raum, den ein Objekt oder eine Substanz einnimmt. Die Standardeinheit für das Volumen ist der Kubikmeter (m³). Mathematisch wird das Volumen durch Integration über die Form im 3D-Raum ermittelt, aber in der Praxis werden spezielle Instrumente zur Messung verwendet.

Zum Beispiel wird das Volumen verwendet, um unregelmäßig geformte Rohmaterialien zu messen, die Größe von Lebensmitteln zu überprüfen und das Fassungsvermögen eines Motorzylinders zu ermitteln. Das Fassungsvermögen ist die Menge, die ein Behälter aufnehmen kann, und wird in Kubikmetern ausgedrückt.

Volumenmessgeräte reichen von herkömmlichen Messbehältern wie Kolben, Messzylindern, Pipetten und Büretten bis hin zu fortschrittlichen berührungslosen Methoden. Dazu gehören akustische Volumenmessgeräte, die das Volumen mithilfe von Schalldruck messen, und Laser-Volumenmessgeräte, die Laser verwenden, um die Geometrie zu erfassen, ohne das Teil zu berühren.

Auftrieb = Gewicht der verdrängten Flüssigkeit

Das archimedische Prinzip besagt, dass ein in eine Flüssigkeit eingetauchter Gegenstand ein Flüssigkeitsvolumen verdrängt, das seinem eigenen Volumen entspricht. In der Praxis wird dies mit einem Messzylinder gemessen: Der Gegenstand wird in die Flüssigkeit eingetaucht, die Änderung des Flüssigkeitsstands wird erfasst, und diese Differenz entspricht dem Volumen des Gegenstands.

Die auf Archimedes basierende Messung ist präzise, setzt jedoch einen direkten Kontakt mit dem Messmedium voraus und eignet sich daher nicht für alle Objekte. Wenn herkömmliche Methoden an ihre Grenzen stoßen, bietet ein Laser-Volumenmessgerät eine wirksame Alternative. Durch das Scannen eines Gegenstands mit Lasern zur Erfassung seiner Abstände und Geometrie ermöglicht ein Laser-Volumenmessgerät eine schnelle, berührungslose und präzise Volumenmessung.

Die Methode nach Archimedes ermöglicht mit geringem Aufwand eine präzise Volumenbestimmung. Da das Messobjekt vollständig in eine Flüssigkeit eingetaucht werden muss, eignet sich das Verfahren jedoch nicht für alle Materialien und Anwendungen. Insbesondere bei porösen Objekten oder hygienisch sensiblen Produkten können Einschränkungen bestehen. Genaue Messwerte erfordern eine sorgfältige Kontrolle der Bedingungen (Aufrechterhaltung einer stabilen Temperatur und Entfernung von Luftblasen).

Laser-Volumenmessgeräte ermöglichen eine schnelle und berührungslose Erfassung von Volumen und Formmerkmalen. Durch die präzise Vermessung der Objektgeometrie können sowohl 2D- als auch 3D-Daten erfasst und für die Volumenberechnung genutzt werden. Da die Messung auf optisch erfassten Oberflächendaten basiert, können verdeckte Bereiche jedoch nur eingeschränkt berücksichtigt werden. Dies kann die Vermessung großer oder geometrisch komplexer Objekte erschweren.

Der optische 3D-Scanner der Modellreihe VL von KEYENCE behebt diese Einschränkungen durch eine vollständig berührungslose Volumenmessung. Die Modellreihe VL führt innerhalb von Minuten einen vollständigen 360°-Scan durch und erfasst die komplette 3D-Geometrie eines Gegenstands mit hoher Genauigkeit. Das Volumen wird direkt aus den Scandaten berechnet, und da kein Kontakt erforderlich ist, lassen sich selbst komplexe oder unregelmäßige Formen zuverlässig messen.

Kontaktbasierte Methoden können Proben verformen, was eine genaue Volumenmessung bei einigen Gegenständen unmöglich macht. Weiche Produkte sind besonders schwer präzise zu messen. Der optische 3D-Scanner der Modellreihe VL verwendet hochpräzise Optiken für das berührungslose Scannen, was eine genaue Volumenmessung ermöglicht.

Eine genaue Hubraummessung ist in Motoranwendungen entscheidend, doch herkömmliche Methoden haben oft Schwierigkeiten, die erforderliche Präzision zu erreichen. Wenn die Zylinderbohrung offen und zugänglich ist, erfasst die Modellreihe VL von KEYENCE die vollständige 3D-Geometrie in einem einzigen Scan, berechnet den Hubraum direkt aus den gescannten Daten mit hoher Genauigkeit und verkürzt die Prüfzeit erheblich.