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AR Archivio mensile: Settembre 2019
Ruvidità della superficie e caratteristiche di una cella solare
Importanza del test dei pannelli solari
La massimizzazione dell'assorbimento energetico di una cella solare è fondamentale per la sopravvivenza della tecnologia come risorsa rinnovabile. Gli strati multipli di rivestimento e di protezione del vetro consentono l'assorbimento, la trasmissione e la riflessione della luce necessari al funzionamento delle celle fotovoltaiche. Dato che la maggior parte delle celle solari di consumo funziona con un'efficienza di 15-18%, l'ottimizzazione della loro produzione di energia è una battaglia continua.
Gli studi hanno dimostrato che la rugosità della superficie gioca un ruolo fondamentale nella riflessione della luce. Lo strato iniziale di vetro deve essere il più liscio possibile per attenuare la riflessione della luce, ma gli strati successivi non seguono questa linea guida. È necessario un certo grado di rugosità all'interfaccia di ciascun rivestimento per aumentare la possibilità di diffusione della luce all'interno delle rispettive zone di esaurimento e aumentare l'assorbimento della luce all'interno della cella1. L'ottimizzazione della rugosità superficiale in queste regioni consente alla cella solare di funzionare al meglio e con il sensore ad alta velocità Nanovea HS2000 è possibile misurare la rugosità superficiale in modo rapido e preciso.
Obiettivo di misurazione
In questo studio mostreremo le capacità del Nanovea Profilometro HS2000 con sensore ad alta velocità misurando la rugosità superficiale e le caratteristiche geometriche di una cella fotovoltaica. Per questa dimostrazione verrà misurata una cella solare monocristallina senza protezione in vetro, ma la metodologia può essere utilizzata per diverse altre applicazioni.
Procedura di test e procedure
Per misurare la superficie della cella solare sono stati utilizzati i seguenti parametri di prova.
Risultati e discussione
Di seguito sono rappresentate la vista 2D in falsi colori della cella solare e l'estrazione dell'area della superficie con i rispettivi parametri di altezza. A entrambe le superfici è stato applicato un filtro gaussiano ed è stato utilizzato un indice più aggressivo per appiattire l'area estratta. In questo modo si esclude la forma (o ondulazione) più grande dell'indice di cut-off, lasciando le caratteristiche che rappresentano la rugosità della cella solare.
Per misurare le caratteristiche geometriche delle linee di griglia è stato tracciato un profilo perpendicolare all'orientamento delle stesse, come mostrato di seguito. La larghezza della linea di griglia, l'altezza del gradino e il passo possono essere misurati per qualsiasi punto specifico della cella solare.
Conclusione
In questo studio abbiamo potuto mostrare la capacità del sensore di linea Nanovea HS2000 di misurare la rugosità superficiale e le caratteristiche di una cella fotovoltaica monocristallina. Grazie alla possibilità di automatizzare misurazioni accurate di più campioni e di impostare limiti di accettazione e rifiuto, il sensore di linea Nanovea HS2000 è la scelta perfetta per le ispezioni di controllo qualità.
Riferimento
1 Scholtz, Lubomir. Ladanyi, Libor. Mullerova, Jarmila. "Influenza della rugosità superficiale sulle caratteristiche ottiche delle celle solari multistrato", Advances in Electrical and Electronic Engineering, vol. 12, n. 6, 2014, pp. 631-638.
PARLIAMO ORA DELLA VOSTRA APPLICAZIONE
Resistenza ai graffi delle protezioni dello schermo del cellulare
Resistenza ai graffi delle protezioni dello schermo del cellulare
Per saperne di più
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Importanza di testare le protezioni per lo schermo
Sebbene gli schermi dei telefoni siano progettati per resistere a frantumi e graffi, sono comunque suscettibili di danni. L'uso quotidiano del telefono ne provoca l'usura, ad esempio l'accumulo di graffi e crepe. Poiché la riparazione di questi schermi può essere costosa, le protezioni per lo schermo sono un articolo economico per la prevenzione dei danni, comunemente acquistato e utilizzato per aumentare la durata dello schermo.
Utilizzando il modulo Macro del tester meccanico Nanovea PB1000 in combinazione con il sensore di emissioni acustiche (AE), possiamo identificare chiaramente i carichi critici ai quali le protezioni per schermi mostrano cedimenti dovuti a graffi1 per creare uno studio comparativo tra due tipi di protezioni per schermi.
Due tipi comuni di materiali per la protezione dello schermo sono il TPU (poliuretano termoplastico) e il vetro temperato. Tra i due, il vetro temperato è considerato il migliore in quanto offre una migliore protezione dagli urti e dai graffi. Tuttavia, è anche il più costoso. Le protezioni per schermo in TPU, invece, sono meno costose e rappresentano una scelta popolare per i consumatori che preferiscono le protezioni per schermo in plastica. Poiché le protezioni per schermi sono progettate per assorbire graffi e urti e sono solitamente realizzate in materiali con proprietà fragili, i test controllati sui graffi abbinati al rilevamento AE in situ sono una configurazione di test ottimale per determinare i carichi ai quali si verificano i cedimenti coesivi (ad esempio, cricche, scheggiature e fratture) e/o i cedimenti adesivi (ad esempio, delaminazione e spallazione).
Obiettivo di misurazione
In questo studio sono stati eseguiti tre test di graffiatura su due diversi screen protector commerciali utilizzando il modulo Macro del tester meccanico PB1000 di Nanovea. Utilizzando un sensore di emissioni acustiche e un microscopio ottico, sono stati identificati i carichi critici ai quali ogni pellicola protettiva ha mostrato dei cedimenti.
Procedura di test e procedure
Il tester meccanico Nanovea PB1000 è stato utilizzato per testare due protezioni dello schermo applicate allo schermo di un telefono e fissate a un tavolo con sensore di attrito. I parametri di prova per tutti i graffi sono riportati nella Tabella 1.
Risultati e discussione
Poiché le protezioni per lo schermo erano realizzate con materiali diversi, ciascuna di esse ha mostrato diversi tipi di guasti. Per la protezione dello schermo in TPU è stato osservato un solo guasto critico, mentre per la protezione dello schermo in vetro temperato se ne sono verificati due. I risultati per ciascun campione sono riportati nella Tabella 2. Il carico critico #1 è definito come il carico al quale le protezioni dello schermo hanno iniziato a mostrare segni di rottura coesiva al microscopio. Il carico critico #2 è definito dal primo cambiamento di picco osservato nei dati del grafico delle emissioni acustiche.
Per la protezione dello schermo in TPU, il carico critico #2 è correlato alla posizione del graffio in cui la protezione ha iniziato a staccarsi visibilmente dallo schermo del telefono. Una volta superato il carico critico #2, è apparso un graffio sulla superficie dello schermo del telefono per il resto dei test di graffiatura. Per la protezione dello schermo in vetro temperato, il carico critico #1 è correlato alla posizione in cui hanno iniziato a comparire le fratture radiali. Il carico critico #2 si verifica verso la fine del graffio a carichi più elevati. L'emissione acustica è di entità maggiore rispetto alla protezione dello schermo in TPU, tuttavia non si sono verificati danni allo schermo del telefono. In entrambi i casi, il carico critico #2 corrisponde a un'ampia variazione di profondità, che indica che il penetratore ha perforato la protezione dello schermo.
Conclusione
In questo studio mostriamo la capacità del tester meccanico Nanovea PB1000 di eseguire test di graffiatura controllati e ripetibili e di utilizzare contemporaneamente il rilevamento delle emissioni acustiche per identificare con precisione i carichi ai quali si verificano i cedimenti adesivi e coesivi nelle protezioni dello schermo in TPU e vetro temperato. I dati sperimentali presentati in questo documento supportano l'ipotesi iniziale che il vetro temperato sia il migliore per la prevenzione dei graffi sugli schermi dei telefoni.
Il tester meccanico Nanovea offre funzionalità di misurazione di indentazione, graffi e usura accurate e ripetibili utilizzando moduli Nano e Micro conformi a ISO e ASTM. IL Collaudatore meccanico è un sistema completo, che lo rende la soluzione ideale per determinare l'intera gamma di proprietà meccaniche di rivestimenti, pellicole e substrati sottili o spessi, morbidi o duri.
PARLIAMO ORA DELLA VOSTRA APPLICAZIONE
Confronto tra gocce oculari lubrificanti con il tribometro Nanovea T50
Importanza di testare le soluzioni per le gocce oculari
Le soluzioni di collirio sono utilizzate per alleviare i sintomi causati da una serie di problemi oculari. Ad esempio, possono essere utilizzate per trattare piccole irritazioni oculari (ad esempio, secchezza e arrossamento), ritardare l'insorgenza del glaucoma o trattare le infezioni. Le soluzioni di collirio vendute al banco sono utilizzate principalmente per trattare la secchezza oculare. La loro efficacia nella lubrificazione dell'occhio può essere confrontata e misurata con un test del coefficiente di attrito.
La secchezza oculare può essere causata da un'ampia gamma di fattori, ad esempio l'affaticamento degli occhi al computer o la permanenza all'aperto in condizioni climatiche estreme. Un buon collirio lubrificante aiuta a mantenere e integrare l'umidità sulla superficie esterna degli occhi. Ciò contribuisce ad alleviare il disagio, il bruciore o l'irritazione e l'arrossamento associati alla secchezza oculare. Misurando il coefficiente di attrito (COF) di un collirio, è possibile determinarne l'efficacia lubrificante e il confronto con altre soluzioni.
Obiettivo di misurazione
In questo studio, il coefficiente di attrito (COF) di tre diverse soluzioni di collirio lubrificanti è stato misurato utilizzando la configurazione pin-on-disk sul tribometro Nanovea T50.
Procedura di test e procedure
Un perno sferico di 6 mm di diametro in allumina è stato applicato a un vetrino con ogni soluzione di collirio che fungeva da lubrificante tra le due superfici. I parametri di prova utilizzati per tutti gli esperimenti sono riassunti nella Tabella 1.
Risultati e discussione
I valori massimi, minimi e medi del coefficiente di attrito per le tre diverse soluzioni di collirio testate sono riportati nella Tabella 2. I grafici del COF in funzione delle rotazioni per ciascuna soluzione di collirio sono illustrati nelle Figure 2-4. La COF durante ogni test è rimasta relativamente costante per la maggior parte della durata totale del test. Il campione A ha registrato il COF medio più basso, indicando le migliori proprietà di lubrificazione.
Conclusione
In questo studio mostriamo la capacità del tribometro Nanovea T50 di misurare il coefficiente di attrito di tre soluzioni di collirio. Sulla base di questi valori, dimostriamo che il campione A ha un coefficiente di attrito inferiore e quindi presenta una migliore lubrificazione rispetto agli altri due campioni.
Nanovea Tribometri offre test di usura e attrito precisi e ripetibili utilizzando moduli rotanti e lineari conformi ISO e ASTM. Fornisce inoltre moduli opzionali antiusura ad alta temperatura, lubrificazione e tribocorrosione disponibili in un unico sistema preintegrato. Tale versatilità consente agli utenti di simulare meglio l'ambiente applicativo reale e di migliorare la comprensione fondamentale del meccanismo di usura e delle caratteristiche tribologiche di vari materiali.
