Mit Baby-Öl und Radar Fehlern auf der Spur

In der zerstörungsfreien Prüfung werden elektromagnetische Wellen in Form von Radar­systemen vor allem zur Detek­tion von Fehl­stellen in Bau­teilen oder zur Messung von Feuch­tig­keit im Material ein­ge­setzt. Man nutzt dabei die Tat­sache, dass dielek­trische Materi­alien von der­artigen Wellen durch­drungen und an Dielek­trizitäts­sprüngen reflek­tiert werden. So können Lunker und Material­über­gänge mess­tech­nisch erfasst werden. Um in ver­schie­dene Tiefen­ebenen vor­zu­dringen, muss aller­dings der Fokus des Radar­systems geändert werden. Das kann durch Ände­rung des Abstands zwischen dem Radar­system und dem zu unter­suchenden Bau­teil erfolgen. Ebenso kann durch die Ver­wen­dung von ver­schie­denen Linsen, die eine unter­schied­liche Krümmung auf­weisen, die Brenn­weite des Systems geändert werden. Eine dritte Möglich­keit ist es, einen kolli­mierten Strahl zu ver­wenden und den Abstand einer Fokus­linse zu ver­ändern. Alle drei Vari­anten sind mit einem großen Platz­bedarf sowie zeit­lichem und finan­ziellem Auf­wand ver­bunden.

Am Kunststoff-Zentrum SKZ geht man deshalb zukünftig einen anderen Weg. Im Rahmen eines Forschungs­projekts zum Thema Objekt­rekon­struk­tion in der Mikro­wellen­defekto­skopie wurde eine Linse mit einem vari­ablen Fokus ent­wickelt. Das am SKZ ent­worfene Linsen­system besteht aus zwei Folien, die mit einer Flüssig­keit gefüllt werden. Durch Befüllen des Systems wird die Krüm­mung der Ober­fläche ver­größert, wodurch die Brenn­weite ver­kürzt werden kann. Wird die Flüssig­keit wieder ent­nommen, ver­längert sich die Brenn­weite ent­sprechend rever­sibel. Die Forscher des SKZ simu­lierten ver­schie­dene Kombi­na­tionen aus Flüssig­keiten und Folien­material und testeten diese empi­risch. Es muss dabei ein möglichst elas­tisches Folien­material ver­wendet werden, um ein Falten­werfen beim Ent­nehmen der Flüssig­keit zu ver­meiden. An dieser Stelle ent­schied man sich für die Ver­wen­dung von einem Material, das auch bei spezi­ellen Präser­va­tiven ein­ge­setzt wird: Poly­ur­ethan. Weiter­hin wurden ver­schie­dene Flüssig­keiten getestet und die Eignung ver­glei­chend bewertet. Dabei stellte sich heraus, dass insbe­sondere ein Öl, das normaler­weise zur Pflege von Baby­haut ein­ge­setzt wird, opti­male Strömungs­eigen­schaften auf­weist und eine aus­ge­zeich­nete Durch­lässig­keit für elektro­magne­tische Wellen von Radar­systemen auf­weist.

Mit Hilfe dieses Linsensystems ist es nun erst­mals möglich, bau­raum- und kosten­opti­miert die Brenn­weite voll­ständig rever­sibel und vari­abel ein­stellen zu können. Damit können von nun an Bau­teil­prü­fungen sehr zeit­effi­zient ohne Aus­tausch von Linsen­kompo­nenten durch­ge­führt werden, um von jeder Tiefen­lage ein scharfes Abbild zu erhalten.

SKZ / RK