La spectrométrie exacte

B chez Sill Optics GmbH & Co. KG, spécialiste des composants optiques de haute précision, chaque système de revêtement antireflet et chaque miroir diélectrique est testé à l'aide d'un spectrophotomètre. Cependant, les instruments de mesure sensibles sont tombés en panne à plusieurs reprises, ce qui a entraîné des arrêts de production et des recalibrages coûteux. En tant que

La plus grande précision est nécessaire

L'analyse a montré qu'il y avait de fréquentes fluctuations de puissance à ce stade, l'expert en optique a installé deux systèmes de conditionnement d'énergie à la fin de 2011. Les systèmes Security Plus de Powervar captent les perturbations, les pics et les creux de tension d'une part et assurent l'alimentation électrique en cas de panne de courant d'autre part. Les problèmes d'alimentation peuvent ainsi être exclus comme source d'erreur et les tests de qualité, souvent longs, se déroulent sans interruption.

Environ 1 400 lentilles de précision d'un diamètre de 4 à 300 mm sont fabriquées chaque jour chez Sill Optics à Wendelstein. En outre, il existe des objectifs d'éclairage jusqu'à 650 mm ainsi que des produits sur mesure. Ils sont utilisés, entre autres, dans des lentilles et des systèmes complets pour le laser, la mesure et la technologie médicale ainsi que pour le traitement des images, l'éclairage et la photonique. Comme les lentilles sont déterminantes pour le fonctionnement des appareils suivants, la qualité est la priorité absolue - surtout en ce qui concerne le revêtement. "La majorité de nos optiques de précision sphériques et asphériques sont produites avec des revêtements AR ou des miroirs diélectriques", explique Andy Stufler, ingénieur de procédé chez Sill Optics. Le traitement de surface permet de modifier les propriétés de la lentille en créant sélectivement des interférences. Par exemple, un revêtement anti-reflets (AR) peut réduire les pertes de lumière aux interfaces air-verre de 4 % à 0,05 % et empêcher les réflexions indésirables.

Les contrôles les plus précis

Cependant, les différentes couches du revêtement doivent être appliquées avec une grande précision afin de générer les interférences nécessaires. "Pour cela, il est essentiel de mesurer avec le spectromètre. Les systèmes de couches déposées à la vapeur sont vérifiés avec précision après chaque processus de disposition", explique M. Stufler. C'est la seule façon de détecter à temps les erreurs de production. Deux spectrophotomètres UV/Vis/NIR de Perkin Elmer sont utilisés à cet effet, qui sont spécialement conçus pour l'analyse d'échantillons difficiles tels que le verre hautement absorbant ou les revêtements optiques. En même temps, les processus des systèmes de revêtement sont également analysés par la suite et les paramètres des matériaux pour leur ajustement sont déterminés.

Les fluctuations d'électricité déclenchent des pannes

Cependant, les modules de mesure ont connu des défaillances sporadiques sans raison apparente, ce qui a entraîné des analyses d'erreurs longues et coûteuses. En outre, de fréquentes coupures de courant ont interrompu les processus de mesure, comme le rapporte l'ingénieur de procédé : "Les spectromètres ont alors dû être réinitialisés, et après avoir enregistré les lignes de base, 15 à 45 minutes de temps de mesure ont alors souvent été perdues. "Le processus de test a également dû être lancé dès le début. Un système UPS conventionnel en amont ne pouvait pas résoudre le problème car il réagissait trop lentement et les systèmes de mesure s'effondraient toujours en cas de panne de courant.

Comme aucun déclencheur technique n'a pu être trouvé pour les problèmes des spectrophotomètres et afin d'exclure les perturbations de l'alimentation électrique comme source d'erreur, les techniciens de service de Perkin Elmer ont travaillé avec l'expert en qualité de l'énergie Powervar. "Au cours de ce processus, une mesure de courant d'une semaine a révélé des chutes de tension répétées sur la phase ainsi que des tensions d'interférence entre le neutre et la terre", explique Werner Karau, directeur général de Powervar Allemagne, le résultat. "Ces phénomènes sont généralement causés par le fonctionnement de gros consommateurs adjacents dans le processus de production. "Les tensions d'interférence étaient bien supérieures aux valeurs maximales recommandées par l'industrie des semi-conducteurs, de sorte qu'à long terme, il fallait craindre des dommages aux appareils de mesure. "J'ai été quelque peu surpris que les fluctuations de tension soient si élevées qu'elles peuvent même entraîner des défauts", explique M. Stufler. Par conséquent, les dommages antérieurs subis par l'équipement de revêtement ont également été attribués à des pics de tension lors du redémarrage du réseau électrique après une panne.

Un pouvoir sans perturbations

Pour garantir une alimentation électrique constante, Sill Optics a donc décidé d'installer des systèmes dits "Security Plus" sur les deux spectrophotomètres. Celles-ci contiennent diverses barrières contre les interférences du réseau électrique, notamment une protection efficace contre les surtensions, un transformateur d'isolement à basse impédance qui arrête les tensions d'interférence en mode commun, un réseau de filtres contre les bruits à haute fréquence et un régulateur de tension. Même les fluctuations de fréquence peuvent être compensées. De cette manière, l'appareil de mesure sensible est alimenté avec exactement le courant nécessaire pour un fonctionnement de qualité constante, indépendamment des événements ou des perturbations du côté de l'alimentation.

En outre, les systèmes comprennent également un système d'alimentation sans coupure (UPS) qui permet de pallier les pannes de courant et d'éviter ainsi les pannes des modules de mesure. À cette fin, les dispositifs Security Plus sont reliés à l'alimentation électrique par un circuit à double convertisseur.

Des analyses d'erreurs qui prennent beaucoup de temps

Alimentation électrique intégrée, dans laquelle le courant circule dans tous les cas - qu'il s'agisse du fonctionnement sur secteur ou sur batterie - à travers l'onduleur interne, de sorte qu'il n'y a pas d'interruption lors du passage d'un mode à l'autre. En cas d'urgence, les systèmes fournissent de l'énergie stockée pendant au moins 15 minutes à pleine capacité ; pour les phases de transition plus longues, ils peuvent être couplés à des batteries externes. Afin de réduire les coûts de fonctionnement, une attention particulière a été accordée à une efficacité élevée : Le facteur de puissance de sortie est de 0,9, ce qui signifie qu'environ 30 % de puissance utilisable en plus est fournie par rapport aux systèmes UPS classiques.

Moins de temps nécessaire

Les longues périodes d'arrêt après une panne de courant ne sont plus un problème pour l'assurance qualité chez Sill Optics. La réinitialisation, qui prenait jusqu'à 45 minutes, est évitée. "Vous pourriez débrancher la prise même pendant un processus de mesure sensible sans affecter le processus de quelque façon que ce soit", rapporte l'ingénieur de processus Stufler. Dommages éventuels dus à des pics de tension

Alimentation électrique uniforme

sont désormais évités de manière fiable. Mais surtout, en cas de problèmes avec les appareils de mesure, le facteur de qualité de l'énergie ne doit plus être considéré comme une cause potentielle dans l'analyse des défauts, ce qui entraînait auparavant de nombreux déploiements de techniciens et beaucoup de temps de production perdu. Pour l'avenir, la société envisage même d'installer d'autres systèmes de protection de Powervar : "Si cela est faisable en termes de coût, je voudrais également protéger les parties sensibles du système de trempe et de revenu, car un défaut est presque garanti ici en cas de panne de courant".