Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hochpräzise und kostengünstig messen mit Millimeterwellen-Sensoren

09.05.2017

Die neue Generation von Hochfrequenzsensoren des Fraunhofer FHR ermöglicht berührungsloses, zerstörungsfreies Prüfen unterschiedlichster Güter. Die Entwickler haben einen robusten, zuverlässigen Sensor für anspruchsvolle Anwendungen unter harschen Umweltbedingungen konzipiert: Selbst bei hohen Temperaturen, Vibrationen und Null-Sicht-Bedingungen aufgrund von Rauch, Dampf oder Nebel arbeitet der Sensor exakt. Er ist voll integrierbar in bestehende Anlagen sowie die Anlagensteuerung. Seine echtzeit- und in-line-fähigen Millimeterwellen-Sensoren stellt das Fraunhofer FHR gemeinsam mit der Ruhr-Universität Bochum (RUB) diese Woche bei der Control in Stuttgart auf Stand 6302 in Halle 6 aus.

Das Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR entwickelt Millimeterwellen-Sensoren für die Qualitätskontrolle und -sicherung in der Produktion. Diese nutzen elektromagnetische Signale (»Radar«) und messen berührungslos, präzise und in Echtzeit, auch unter widrigen Umweltbedingungen. Das demonstrieren die FHR-Ingenieure auf der Messe mit einem Single-Chip-Radar mit hochpräzisem 80 GHz-Sensor.


Präzise, kostengünstig und in Echtzeit: Das Single-Chip-Radar mit dem 80 GHz-Sensor des Fraunhofer FHR reguliert Position und Bewegung einer schwebenden Kugel in einem magnetischen S

Fraunhofer FHR

Das Radar bestimmt die exakte Position einer schwebenden Kugel und steuert mit diesen Messwerten automatisch den Stromfluss durch den Elektromagneten, der die Kugel in ihrer Schwebeposition hält. Die Höhe kann frei gewählt und verändert werden.

Dies zeigt die Tauglichkeit des Systems für industrielle Anwendungen, die Regelung in Echtzeit erfordern, z.B. für Regelschleifen-Prozesse zur Positionskontrolle oder Navigation im Nahbereich, v.a. für instabile oder agile Systeme.

Das Radar wendet das sogenannte FMCW-Verfahren an. Hierbei wird das Signal während des Sendens über die gesamte Bandbreite moduliert, ein Chirp entsteht. Dieser Chirp wird zyklisch wiederholt. Im Gegensatz zu einem Radar, das nur einen Puls aussendet, senden FMC-Radare kontinuierlich.

Darum werden sie auch (frequenz-modulierte) Dauerstrich-Radare genannt. Die Prozessierung des Signals erfolgt auf einer Xilinx-Zynq-Plattform. Ein PID-Controller gleicht den Mess- mit dem Sollwert ab. Er sorgt so für die Regulierung des Stromflusses durch den Elektromagneten und damit der Kugelposition.

FMCW-Radare zeichnen sich durch ihre flexiblen Anwendungsmöglichkeiten aus. Außerdem sind sie kostengünstig mittels Halbleiter-Technologie realisierbar. Das Fraunhofer FHR und die RUB setzen selbstentwickelte Single-Chip-Radare auf Basis von Silizium-Germanium (SiGe) ein, wie sie auch für Automotive-Radare genutzt werden.

Hier kann das ganze System auf einem wenige Millimeter großen Chip integriert werden. Die Stromversorgung ist dank der niedrigen Spannung von 5V beispielsweise über einen USB-Anschluss realisierbar.

Das Fraunhofer FHR bietet Hochfrequenz-Sensoren für präziseste Abstands- oder Positionsbestimmung als auch bildgebende Systeme an. Aufwändige Schutzmaßnahmen wie bei Röntgenanlagen sind nicht notwendig. Anwendbar ist die Technologie in allen Bereichen der Produktion: Lebensmittelherstellung und Reifegrad-Erkennung, Kunststoffherstellung und Recycling, Überwachung von Trocknungsprozessen, Erkennung der Materialzusammensetzung und Schichtdickenmessung, Schüttgutsortierung und Fremdkörperdetektion, uvm.

Die Standfestigkeit dieser Systeme im 24/7-Betrieb haben die Entwickler des Instituts erfolgreich unter Beweis gestellt: In der Fertigungsstraße eines Entwicklungspartners laufen Produkte für B2B-Kunden vom Band. Hier überwacht der Millimeterwellen-Sensor zuverlässig die Produktspezifikationen.


Ansprechpartner:

M. Sc. Hanne Bendel
Interne und externe Kommunikation

Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR
Fraunhoferstraße 20 | 53343 Wachtberg
Telefon +49 228 9435-678
mailto: hanne.bendel@fhr.fraunhofer.de
http://www.fhr.fraunhofer.de | http://twitter.com/Fraunhofer_FHR

Weitere Informationen:

http://www.fhr.fraunhofer.de/de/presse-medien/pressemitteilungen/fhr-millimeterw... - Presseinformation und Bild in druckfähiger Auflösung
http://www.fhr.fraunhofer.de/de/geschaeftsfelder/produktion.html - Mehr über unser Geschäftsfeld Produktion

Hanne Bendel | Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Seilzugsensor MH60 – erfolgreicher Einsatz in rauer Umgebung
20.04.2018 | WayCon Positionsmesstechnik GmbH

nachricht Treiber für Digitalisierung von Industrieanlagen: ABB, HPE und Rittal stellen Secure Edge Data Center vor
20.04.2018 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Im Focus: Spider silk key to new bone-fixing composite

University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.

Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Grösster Elektrolaster der Welt nimmt Arbeit auf

20.04.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala

20.04.2018 | Physik Astronomie

Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas

20.04.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics