Öffnungsflächen-Rechner

Die Öffnungsfläche ist der offene zweidimensionale Bereich, durch den Licht, Luft, Strahlung oder Material gelangen kann. In der Optik kann sie eine Linse, ein Teleskopobjektiv, eine Blende oder eine Sensoröffnung beschreiben. In mechanischen und fluidtechnischen Systemen steht sie etwa für ein Fenster, eine Lüftungsöffnung, eine Düsenöffnung oder einen Ausschnitt. Die freie Fläche hilft beim Vergleich von Lichtsammelvermögen, Transmission, Belastung und geometrischer Kapazität, auch bei unterschiedlich geformten Öffnungen. Bei einer kreisförmigen Öffnung ist die Fläche Pi mal Radius zum Quadrat. Da Spezifikationen meist den Durchmesser nennen, teilt dieser Rechner den eingegebenen Durchmesser vor dem Quadrieren durch zwei. Für ein Rechteck gilt Breite mal Höhe. Für eine Ellipse gilt Pi mal den beiden Halbachsen; bei Eingabe der vollständigen großen und kleinen Durchmesser entspricht dies Pi mal beiden Durchmessern, geteilt durch vier. Alle Abmessungen müssen in derselben gewählten Einheit gemessen werden. Die Ausgabe erfolgt in der entsprechenden Quadrateinheit. Ein Durchmesser in Millimetern ergibt Quadratmillimeter, Abmessungen in Zentimetern ergeben Quadratzentimeter. Beim Umrechnen einer Längeneinheit ändert sich die Fläche mit dem Quadrat des Umrechnungsfaktors: Ein Quadratzentimeter entspricht hundert Quadratmillimetern, ein Quadratmeter zehntausend Quadratzentimetern. Wählen Sie die zu den Messwerten passende Einheit, statt nur das angezeigte Einheitenzeichen zu ändern. Freie und nominale Fläche können voneinander abweichen. Linsenfassungen, Halteringe, Verschlüsse, zentrale Abschattungen, abgerundete Ecken, Gitter oder Fertigungstoleranzen können Teile der Öffnung blockieren. Bei einem Spiegelteleskop mit Fangspiegel entspricht die wirksame geometrische Sammelfläche beispielsweise der Hauptspiegelfläche abzüglich der Abschattungsfläche. Der optische Durchsatz hängt zudem von Beschichtungen, Absorption, Vignettierung und Einfallswinkel ab. Die Fläche allein sagt daher die empfangene Energie nicht vollständig voraus. Verwenden Sie den Rechner für ideale geometrische Öffnungen mit kreisförmigen, rechteckigen oder elliptischen Begrenzungen. Messen Sie bei Ellipsen die vollständigen Durchmesser, nicht die Halbachsen, und verwenden Sie unversperrte Innenmaße, wenn die freie Fläche wichtig ist. Die Beispiele zeigen die Formeln mit realistischen Abmessungen; bei Konstruktionsentscheidungen sind jedoch angemessene Genauigkeit und Toleranzen zu berücksichtigen. Zerlegen Sie unregelmäßige Umrisse in bekannte Teilflächen oder nutzen Sie die Flächenmessung in CAD. Berechnen Sie bei mehreren identischen Löchern eine Öffnung und multiplizieren Sie mit der Anzahl. Überschneiden sich Öffnungen, ziehen Sie Überlappungen ab.