Rugged CCD und CMOS Kameras

Hitze, Kälte, Schock und Vibration: können wir!

Beispielwerte für extreme Umweltbedingungen
Temperaturbereich: -55°C bis +85°C
Flughöhen: 50,000 ft (116 mbar)
Feuchtigkeit: Zyklen zwischen 95% / 65°C und 85% / 38°C (für 16 Stunden)
EMI (Emissionen): 30 Hz bis zu 18 GHz
EMI (Störfestigkeit): 30 Hz bis zu 18 GHz
Blitzeinwirkung, indirekt: bis 1600 V / 107 A
Schock: 40 g / 10 ms
Vibration: 6 grms, 5-2000 Hz
Enteisung: Heizsystem mit Saphirglas

 

Schon bald nach der Firmengründung 1978 spezialisierte sich Kappa auf das Entwickeln und Fertigen von applikationsspezifischen CCD und CMOS Kameraserien für extreme Umgebungs-bedingungen, z.B. schock- und vibrationsfeste Kameras mit extremem Temperaturbereich für die Luft- und Raumfahrt, Militärfahrzeuge und  industrielle Umgebungen bis hin zu extrem EMV-festen Kameras für Hochspannungsanlagen.

Das gesamte elektromechanische Design der sogenannten Rugged CCD Kameras wird einem Härtungsprozess unterworfen. Ein widerstandsfähiges Gehäuse ist nur die äußere Hülle. Dazu kommt ein spezielles Schaltungsdesign mit gezielter Bauteilauswahl.

 

Coating - Schutzbeschichtungen

 Visuelle Prüfung des Coating unter UV Licht, Rugged Kamera von Kappa optronics

Visuelle Prüfung des Coating unter UV Licht, Rugged Kamera von Kappa optronics

Eine erhöhte Robustheit der Rugged CCD Kameras wird durch Schutzlackierungen von Baugruppen und Boards erreicht. Das Coating ist ein zusätzlicher Prozessschritt in der Fertigung, der für Kameras vorgesehen wird, die besonders widrigen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind.

Das Coating schützt bei Feuchtigkeit, Temperaturwechsel, Vibration, Schmutz, Gasen, Flussmitteln und Säure. Es verhindert Korrosion,Spannungsüberschlag, Lötstellenbelastung und Widerstandsabsenkung. Es steigert die Lebensdauer der Kameras durch eine höhere Widerstandsfähigkeit.

Auch hier setzt Kappa auf hochqualifizierte Partner, die alle Leistungen nach den relevanten Normen und Vorgaben für Schutz-beschichtungen ausführen (z.B. IPC-CC-830, MIL-I-46058) und lösungsmittelfreie, UV-härtende Beschichtungsmaterialien als robuste, dauerhafte Beschichtung einsetzen.

COTS - Commercial Off The Shelf

Kameras auf Basis von COTS Komponenten, Kappa optronics

Kameras auf Basis von COTS Komponenten, Kappa optronics

Wenn Komponenten "nur“ auf Level des Industriestandard eingesetzt werden, sorgt ein spezielles technisches Design (z.B. mit Heat Sinks und Schock-Absorbern) für die nötige Härtung. Durch die Kombination von auf dem Markt verfügbaren Standardkomponenten (COTS – commercial off the shelf) und dem Kappa Knowhow ist keine Grundlagenentwicklung notwendig. COTS-Komponenten verknüpft Kappa mit hoher Skalierbarkeit, Langzeitverfügbarkeit und Rugged Design zu kostenoptimierten Lösungen.

Analysiert, verifiziert, validiert: Beispiele für Tests an besonders widerstandsfähigen Kameras

Random Vibration Test

Random Vibration Test

Random Vibration Test

Zur mechanischen Anregung des Testobjekts beim Random Vibration Test wird ein Gemisch aus vielen Frequenzen innerhalb eines spezifizierten Frequenzbereichs verwendet. Amplitude und Frequenz sind auch für diesen Test im anzuwendenden Standard definiert.

Ein Gerät am Leitwerk (Empennage) eines Flugzeugs mit Turbofan-Triebwerken muss nach einer bestimmten Kurve/Vorgabe getestet werden.

 

Blitzschlagtest

Flugzeuge werden im Schnitt etwa alle 1000 Flugstunden vom Blitz getroffen. Zur Überprüfung der Produktsicherheit müssen Kameras für den Einsatz in und an Flugzeugen Blitzschlagtests unterzogen werden. Getestet werden die Aviation-Kameras auf indirekten Blitzschlag.

Dieser Bereich in der Luftfahrt ist starken Veränderungen unterworfen, da durch den zunehmenden Einsatz neuer leichter Materialien (z.B. Carbon) der wirksame Schutz des Faradayschen Käfigs oftmals nicht mehr gegeben ist. Blitzströme fließen dann über Elektronik und Kabel.

 

Lightning Electromagnetic Pulse Tests

Oszillogramm für Waveform 31 MHz Test (Injected Voltage), LEMP Kameratest Kappa optronics

Oszillogramm für Waveform 31 MHz Test (Injected Voltage), LEMP Kameratest Kappa optronics

In LEMP Tests (Lightning Electromagnetic Pulse Tests) muss der Schutz gegen Schäden durch elektromagnetischen Impuls nachgewiesen werden. Kappa Kameras werden in Lightning Induced Transient Tests bis 1600 V / 107 A getestet. Die Tests führt für uns das Labor EMCC Dr. Rašek durch.

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