Mit Baby-Öl und Radar Fehlern auf der Spur
Neuartiges Linsensystem zur tiefenaufgelösten zerstörungsfreien Prüfung.
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.
Abb.: Mit Hilfe des Linsensystems ist es erstmals möglich, bauraum- und kostenoptimiert die Brennweite vollständig reversibel und variabel einstellen zu können. (Bild: SKZ)
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
