Überprüfung der Dichtheit von RFID Transpondern im Produktionsprozess

05.10.2020
Die RFID-Technologie (Radio Frequency Identification) ermöglicht die berührungslose Datenübertragung, ohne einen direkten Kontakt zwischen dem Sender (Transponder, Tag) und dem Empfänger (Lesegerät) herzustellen zu müssen.
Überprüfung der Dichtheit von RFID Transpondern im Produktionsprozess

CETA Testsysteme GmbH überprüft die Dichtheit von RFID Transpondern im Produktionsprozess. (Bildquelle: CETA Testsysteme GmbH / Albert Lozano - Shutterstock.com)

Damit eignet sich dieses Verfahren für die unterschiedlichsten Anwendungen (Zutrittskontrolle, Arbeitssicherheit, Rückverfolgbarkeit, Medizintechnik, explosionsgeschützter Bereich „Ex“). Im Automotive-Bereich werden drahtlose RFID-Sensoren für Überwachungsfunktionen eingesetzt (z. B. Drehgeschwindigkeit der Räder, Reifendruckkontrolle).

RFID Transponder gibt es in verschiedenen Größen und unterschiedlichen Ausführungen. Je nach Einsatzbereich müssen sie entsprechend robust ausgelegt sein. Und je nach Anwendung muss die Dichtheit gegen Wasser und Feuchtigkeit sichergestellt sein. Im Rahmen der Qualitätskontrolle werden diese Produkte während des Produktionsprozesses auf Dichtheit geprüft (100 % Inline-Stückprüfung).

Der RFID Transponder besteht aus einem gekapselten Gehäuse mit integrierter Elektronik. Die beiden Gehäusehälften werden häufig per Ultraschall verschweißt. Hierdurch wird ein „Luftpolster“ eingeschlossen, das die Elektronik schützt. Das Gehäuse muss dicht sein, damit keine Feuchtigkeit eindringt. Durch die meist flache und kleine Gehäuseausführung (typisch 5 bis 10 cm³ Außenvolumen) und das geringe Innenvolumen (ca. 0,3 bis 1 cm³) ist eine hochauflösende Dichtheitsprüftechnik erforderlich.

Das Differenzdruckprüfgerät CETATEST 515 in der Variante „Verschlossenes Prüfteil, hochauflösend“ wurde speziell für die prozesssichere Dichtheitsprüfung kleinvolumiger Prüfteile und die Erkennung sehr geringer Volumenunterschiede entwickelt. Hierbei werden hochempfindliche Drucksensoren und eine auf die Erkennung von geringsten Volumenunterschieden optimierte Messtechnik eingesetzt. So lassen sich in einem Volumen von 10 cm³ Volumenunterschiede von nur 0,03 cm³ prozesssicher auflösen (0,03 cm³ entspricht dem Volumen eines O-Ringes mit 12 mm Durchmesser und 1 mm Schnurstärke).

Gekapselte Prüfteile werden in einer Haube geprüft, die unter Druck gesetzt wird. Dabei wird der leckagebedingte Druckabbau in das Innere des Prüfteils gemessen. Hierbei ist Folgendes zu beachten: Weist das Prüfteil ein Grobleck (z. B. Gehäusedefekt) auf, so wird es schon während der Befüllphase der Haube direkt gefüllt. In diesem Fall würde nur die Dichtheit der das Prüfteil umgebenden Haube geprüft. Daher besteht der Prüfprozess aus zwei Schritten: Zuerst erfolgt die Prüfung auf Groblecks und danach die Feinleckprüfung. Typische Prüfdrücke liegen zwischen 100 und 500 mbar und die Anforderung an die Dichtheit (zulässige Leckrate) ergibt sich aus dem Einsatzbereich des Transponders.

Das CETATEST 515 wird erfolgreich bei der Inline-Dichtheitsprüfung von RFID-Transpondern eingesetzt. Der runde Transponder hat einen Durchmesser von 30 mm und ist 6 mm hoch und soll bei einem Druck von 200 mbar wasserdicht sein. Für Wasserdichtheit wird häufig die industriell übliche Luftleckrate von 0,01 mbar*l/s (entsprechend 0,6 cm³/min) zugrunde gelegt. Das Außenvolumen des Transponders beträgt 4,24 cm³. Die konturnahe Prüfhaube (0,5 mm Luftspalt umlaufend um das Prüfteil) hat ein Leervolumen von 5,28 cm³. Hiermit gelingt die eindeutige Erkennung von Prüfteilen, bei denen im Grobleckfall zusätzlich das Innenvolumen von nur 0,31 cm³ befüllt wird.

Bei einem grenzwertigen Prüfteil, welches eine Leckrate von 0,6 cm³/min aufweist, ergibt sich ein zeitlicher Druckverlust von 142 Pa/s, was sich problemlos auflösen lässt.

Beide Prüfungen (d. h. Grobleck- und Feinleckprüfung) können in einer Gesamtprüfzeit von unter 3 Sekunden durchgeführt werden. Hierbei wird bei der Messsystemanalyse ein Cg-Wert (Fähigkeitsindex) von deutlich größer als 5 erreicht. Es ist auch möglich, eine noch deutlich geringere Leckrate prozesssicher nachzuweisen.

Das CETATEST 515 wird standardmäßig mit einem international anerkannten DAkkS-Kalibrierschein (konform zur DIN EN / ISO IEC 17025) und 3 Jahren Gewährleistung ausgeliefert.

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