Ultraschall

© Fraunhofer IKTS

Laborsystem des Ultraschallscanners VARIUS zur Detektion von Hohlräumen und Rissen in Schweiß- oder Klebverbindungen und weiteren Fehlern in Verbundwerkstoffen.

© arxes-tolina GmbH

Gruppenstrahler-Prüfsystem für Radsatzvollwellen.

© INSPECTOR SYSTEMS Rainer Hitzel GmbH

Mit PCUS® pro ausgestatteter Ultraschall-Prüfroboter für Rohre DN 200-300.

Prüfsysteme für Laboranwendungen

Das Fraunhofer IKTS entwickelt hochspezialisierte Ultraschall-Prüfsysteme für Bereiche, die durch die aktuellen Angebote von Prüfgeräteherstellern nicht vollständig abgedeckt werden. Ausgangspunkt eines jeden Prüfsystems ist eine kundenindividuelle Analyse der Anforderungen hinsichtlich maximalem Scanbereich, notwendiger Genauigkeit, Elektronik und Auswertesoftware. Auf dieser Grundlage können im Rahmen von Verbund- oder bilateralen Projekten anforderungsgerechte Ultraschall-Prüfsysteme für Laboranwendungen, z. B. zur stichprobenartigen Qualitätsprüfung von Materialien oder Produkten, entwickelt werden. Als Leistungsschwerpunkt liefert und implementiert das IKTS speziell für Hersteller von Ultraschallwandlern Systeme zur Vermessung von Schallfeldern und weiteren Wandlerparametern, wie Mittenfrequenz und Bandbreite. Auch Systemerweiterungen bei neuentwickelten Messverfahren, die bereits für feste Wandlerpositionen erprobt wurden und nun um eine Scanoption erweitert werden sollen, setzt das IKTS um.

Leistungsangebot

  • Aufbau von Mehrachsscannern nach Kundenanforderung
  • Integration von Ultraschall-Elektronik aus der PCUS® pro-Reihe des Fraunhofer IKTS oder Second-Source-Anbietern
  • Ansteuerung von Einzelprüfköpfen und/oder Phased-Array-Prüfköpfen
  • Signalanalyseoptionen und Dynamic Depth Focussing
  • Adaption von alternativen Sensoren möglich (z. B. Laservibrometer, elektrodynamische Sonden, Hydrophone, Kleinmanipulatoren wie HUGO III)

 

Prüfsysteme für Industrieanwendungen

Industrielle Prüfsysteme werden bei der intervallbasierten Inspektion und Wartung sowie bei der integrierten Qualitätssicherung innerhalb der Fertigungslinie eingesetzt. Die dafür notwendigen Anforderungen hinsichtlich robuster Hardware und intuitiver Software variieren je nach Einsatz. Das IKTS baut neben komplett eigenentwickelten Anlagen auch kundenindividuelle Prüfsysteme für Fertigungsprozesse aus kommerziell
verfügbaren Industrierobotern auf.

 

Ultraschall-Prüfsysteme für Schienenfahrzeuge

In der Vergangenheit haben die vom Fraunhofer IKTS konzipierten Prüfsysteme besonders im sicherheitsrelevanten Bereich der Schienenfahrzeuge Einsatz gefunden. Einen Entwicklungsschwerpunkt stellten Systeme für die Prüfung hochbelasteter Komponenten wie Achsen und Räder dar, die in Kooperation mit Industriepartnern erfolgten und weltweit erfolgreich vermarktet werden. Die Prüfsysteme hat das IKTS mit der hauseigenen Leistungselektronik aus der PCUS® pro-Reihe sowie der intuitiv bedienbaren Software PCUS® pro Lab ausgestattet, die dem Prüfer eine verwechslungssichere Prüfung ermöglichen.

© Fraunhofer IKTS

Ultraschall-Messungen mit Scanwagen über dem GfK-Gurtbereich eines Rotorblatts einer Windenergieanlage.

Hohlwellen-Prüfsystem

Für einen optimierten Prüfprozess, z. B. zum Auffinden von Querrissen in Radsatzwellen, hat das Fraunhofer IKTS gemeinsam mit Partnern aus der Industrie ein Hohlwellen-Prüfsystem für Hochgeschwindigkeitszüge wie ICE, TGV, Shinkansen oder Bombardier Zefiro entwickelt. Die leistungsstarke PCUS® pro-Elektronik garantiert aufgrund der hohen Datenraten und des parallelen FPGA-Designs schnelle und flexible Parametrierungen
und damit eine sichere Prüfung der Achsen.

Leistungsparameter

  • System mit sieben unabhängigen Einzelschwingerprüfköpfen
  • Basiert auf PCUS® pro Multi und Software PCUS® pro Lab
  • Vollautomatischer Betrieb und Analysemodus
  • Adapter zum Andocken an unterschiedliche Wellentypen
  • Schnelle Prüfung von nur einer Seite

Vollwellen-Prüfsystem

Das Vollwellen-Prüfsystem für Achsen von Güterzügen ergänzt das Portfolio der am Fraunhofer IKTS entwickelten Ultraschall-Prüfsysteme für Schienenfahrzeuge. Auf Basis von Ultraschall-Phased-Array können beschichtete Radsatzvollwellen in anrissgefährdeten Bereichen wie Querschnittsübergängen auf Oberflächenfehler geprüft werden.

Leistungsparameter

  • Prüfung von beschichteten Radsatzvollwellen
  • Taktzeit unter 4 Minuten
  • Darstellung der Prüfergebnisse in Echtzeit
  • Gleichzeitige Nutzung von bis zu 8 Gruppenstrahler-Prüfköpfen (32 Elemente)
  • Vollautomatischer Betrieb und Analysemodus
  • Drei PCUS® pro Array-US-Elektroniken im Parallelbetrieb

 

Ultraschall-Inspektionsroboter

Servicerobotik bietet die Möglichkeit, schwer durchführbare Inspektionsmaßnahmen zu vereinfachen. Zudem wird die Sicherheit für das Servicepersonal erhöht und Kosten durch Zeiteinsparungseffekte gesenkt. Die Prüfmanipulatoren müssen jedoch robust sein und fehlerunanfällig arbeiten. Dies gilt vor allem für die Prüfelektronik, die das Fraunhofer IKTS speziell für den Einsatz in harschen Umgebungen entwickelt hat und gemeinsam mit der PCUS® pro-Software u. a. in sogenannten Crawlern bzw. Prüfmolchen einsetzt. Diese arbeiten in schwer zugänglichen, meist erdverlegten oder sich in großer Höhe befindlichen Rohrleitungen. Mit dem Ultraschall-Scanwagen hat das IKTS einen weiteren Prüfroboter für Inspektions- und Wartungsarbeiten von Rotorblättern an Windkraftanlagen entwickelt, der ebenso mit der PCUS® pro-Elektronik ausgestattet ist. Dieser Inspektionsroboter, mit einer Spannweite von bis zu einem Meter und adaptierbaren Ultraschall-Prüfköpfen, kann schnell und ohne Risiko Rotorblätter automatisiert abfahren und abscannen.