Text - Fraunhofer

Presseinformation
Sonderschau Berührungslose Messtechnik auf der Control 2015 (5. - 8. Mai)
Halle 1, Stand-Nr. 1602
Mobile Terahertz-Technologie für die zerstörungsfreie Prüfung
Kurztext
Die Becker Photonik GmbH aus Porta Westfalica präsentiert den mobilen 3D-TerahertzScanner SynViewCompact und den Terahertz-Handscanner SynViewMobil (Weltneuheit).
Die vorgestellten Systeme erzeugen die Terahertz-Strahlung vollelektronisch ohne den
Einsatz von Lasern. Die Scanner arbeiten als FMCW-Radar in Reflexion bei 0,1 THz bzw.
0,3 THz. Die Einsatzgebiete der Terahertz-Technik liegen generell bei der Prüfung von
dielektrischen Materialien (z. B. Kunststoffen, Verbundwerkstoffen, Keramik, Papier,
Textilien). Darüber hinaus sind auch Qualitätskontrollen, z. B. von Kunststoffschweißungen
und -klebungen, Keramik-Lötungen oder faserverstärkten Keramiken möglich. Ein weiteres
Einsatzgebiet ist die Dickenmessung, z. B. von PE-Kunststoffbauteilen, wobei Wanddicken
im Bereich zwischen minimal 4 mm und maximal 100 mm gemessen werden können.
Langfassung
Die Becker Photonik GmbH aus Porta Westfalica präsentiert mit dem mobilen 3D-TerahertzScanner SynViewCompact und dem Handscanner SynViewMobil (Weltneuheit) zwei
Systeme, die die Terahertz (THz)-Strahlung vollelektronisch erzeugen. Die Scanner arbeiten
als FMCW-Radar in Reflexion bei 0,1 THz bzw. 0,3 THz. Diese beiden Frequenzen ergänzen
sich gut hinsichtlich Auflösung und Eindringtiefe. Viele dielektrische Materialien
(Kunststoffen, Verbundwerkstoffen, Keramik, Papier, Textilien, etc.) können mithilfe von THzStrahlung durchleuchtet werden.
Terahertz-Strahlung ist elektromagnetische Strahlung im Frequenzbereich von 0,1 THz (100
GHz) bis 10 THz. Dies entspricht einem Wellenlängenbereich im Vakuum zwischen 3 mm
und 0,03 mm. Diese Strahlung ist nicht ionisierend und bedarf deshalb keiner
Schutzvorrichtung, wie sie etwa beim Einsatz von Röntgenstrahlung notwendig ist. Bisher
war dieser Bereich des elektromagnetischen Spektrums nicht oder nur sehr unzureichend
technologisch erschlossen. Mittlerweile stehen auch vollelektronische Systeme zur
Verfügung, die kompakte Lösungen ermöglichen.
3D-Terahertz-Bildgebung liefert bei der Untersuchung von Kunststoff-Schweißungen und
-klebungen gute Ergebnisse. Insbesondere bei Schäumen und Sandwichbauteilen ist das
Terahertz-Verfahren eine Alternative zu Technologien wie dem Ultraschall oder der
Thermographie. Auch Keramik-Lötungen und faserverstärkte Keramiken können gut
untersucht werden.
Dickenmessungen mit Terahertz
Die zerstörungsfreie Prüfung mit Terahertz-Strahlung erlaubt auch Dickenmessungen, z. B.
an PE-Kunststoffbauteilen. Mit der vollelektronischen Technik können Wanddicken im
Bereich zwischen minimal 4 mm (mit 0,3 THz) und maximal 100 mm (mit 0,1 THz) gemessen
werden. Mit dem Verfahren wird durch die Auswertung des Abstands von Eingangs- und
Rückwandecho die optische Dicke gemessen. Bei bekanntem Brechungsindex kann aus der
optischen Dicke die geometrische Dicke bestimmt werden. Die erreichbare Genauigkeit
beträgt bei der Verwendung von 0,1 THz ca. 0,1 mm. Die Wanddickenmessung kann z. B.
für die Qualitätssicherung von Bauteilen im Maschinenbau oder auch bei der Rohrextrusion
eingesetzt werden. Dabei können nicht nur Bauteile aus PE/PP, sondern auch viele
Kunststoffe untersucht werden. Voraussetzung für die Dickenmessung ist lediglich, dass das
verwendete Material für die Terahertz-Strahlung quasi-homogen ist.
Bild 2 zeigt die Terahertz-Prüfung einer Mantelrohrverbindung eines Kunststoffmantelrohres
(KMR), wie es nach derzeitigem Stand der Technik in der Fernwärmetechnik eingesetzt wird.
Das KMR besteht aus einem Stahl-Medienrohr, einer Isolierungsschicht aus PolyurethanSchaum (PUR) und einem Kunststoffmantel aus Polyethylen (PE). Die Mantelrohrverbindung
dient der Wärmeisolierung des Medienrohres an den Stellen, an denen zwei
Kunststoffmantelrohrenden zusammengefügt werden. Eine 3D-Terahertz-Prüfung liefert gute
Informationen über die Qualität der Schweißungen und Aufschrumpfungen des PE-Mantels
im Bereich der Mantelrohrverbindung. Diese Untersuchungen wurden in Zusammenarbeit mit
der IMA Materialforschung und Anwendungstechnik GmbH in Dresden durchgeführt.
Die Systeme werden im Rahmen der Sonderschau »Berührungslose Messtechnik«
anlässlich der Control 2015 in Stuttgart, 5. bis 8. Mai, in Halle 1, Stand 1602, vorgestellt. Die
Sonderschau will einen Beitrag zur Verbreiterung der Akzeptanz berührungsloser
Messtechnik leisten, indem an einigen ausgewählten Exponaten die Konstruktionsprinzipien,
Eigenheiten und Grenzen der neuen Messmöglichkeiten demonstriert werden. Die
Sonderschau findet mit Unterstützung der P. E. Schall GmbH & Co. KG und der FraunhoferAllianz Vision statt.
Bilder in Druckqualität:
Bild 1
(fraunhofer_vision_sonderschau_becker_photonik_mobile_thz_technologie_bild_1.jpg):
Ergebnis einer Terahertz-Prüfung (Quelle: Becker Photonik GmbH).
Bild 2
(fraunhofer_vision_sonderschau_becker_photonik_mobile_thz_technologie_bild_2.jpg):
Terahertz-Prüfung einer Mantelrohrverbindung eines Kunststoffmantelrohres (Posterbeitrag
P36 auf der Jahrestagung der DGZfP 2014 »Terahertzprüfung von Kunststoffklebungen und
-schweissungen«, S. Becker (1), J. Finnberg (2), A. Keil (1), H. Nolting (1), M. Pfeiffer (2), J.
Ridzewski (2); 1: Becker Photonik, Porta Westfalica; 2: IMA Dresden) (Quelle: Becker
Photonik GmbH).
Fachkontakt:
Becker Photonik GmbH
Dr. Stefan Becker
Portastraße 73
32457 Porta Westfalica
Telefon: +49 571 8891-8865
Fax: +49 571 8891-8867
E-Mail: [email protected]
www.becker-photonik.de/
Pressekontakt:
Fraunhofer-Allianz Vision
Regina Fischer M. A.
Flugplatzstraße 75
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