Ultraschalldiagnose für Ventile

Dr. Schmitt legt eine Räuchermakrele auf das Förderband des Röntgenscanners. Mit automatischer Bildauswertung werden so am Fließband restliche Gräten in filetierten Fischen erkannt. ©Fraunhofer IIS


Mikroventile für medizintechnische Geräte sollen lange und störungsfrei funktionieren. Darum wird die Qualität solcher und anderer mechanischer Bauteile mit Ultraschall überprüft. Mit Steckkarte und Software wird jeder leistungsfähige PC zur Ultraschall-Messstation. Zu sehen auf der Messe »Sensor« in Nürnberg (8.-10. Mai).

Blut fließt oder eben nicht, wenn sich winzige Ventile öffnen oder schließen. In vielen Bereichen der Medizintechnik dosieren sie Flüssigkeits- und Gasströme in den richtigen Mengen und in den vorgesehenen Zeiten. Damit solche Mikroventile auch in Luft- und Raumfahrt über lange Zeiten verlässlich schalten, muss nach der Fertigung ihre Qualität sehr sorgfältig begutachtet werden. Ähnlich wie bei medizinischen Untersuchungen ist Ultraschall hier die Diagnosemethode der Wahl. Ultraschall horcht in den Winzling hinein und zeigt am Computermonitor, ob die Bauteile richtig sitzen. Doch leider entstehen die Bilder bislang nur langsam und mit geringer Auflösung. Bessere Ergebnisse verspricht eine Einsteckkarte zur Ultraschallprüfung, die am Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP entwickelt wurde. Mit ihr wird jeder leistungsfähige PC zur Ultraschall-Messeinrichtung.

»Wesentlich für das schneller aufgebaute und besser aufgelöste Bild sind die hohe Impulsrate, eine Dynamik von 110 dB und die große Bandbreite«, erläutert Dr. Dieter Hentschel von der Außenstelle EADQ des Instituts in Dresden die Vorteile des Ultraschallprüf- und Analysesystems PCUS11. Die Karte erzeugt ein Signal von 500 Volt und gibt es an den Kopf weiter. Bis zu 4 000 Mal pro Sekunde sendet er Ultraschall mit Frequenzen zwischen 500 kHz und 20 MHz aus. Das Echo aus dem Ventil oder einem anderen zu prüfenden Teil erzeugt im Extremfall lediglich ein Signal von wenigen Mikrovolt. Dynamik heißt, bei diesen Spannungsdifferenzen ein vernünftiges Bild zu generieren. »Am Monitor können wir nun beispielsweise beurteilen, ob sich der Ventilstößel richtig von der Gummidichtung trennt. Wenn nicht, wird das Ventil ausgesondert«, erläutert Dr. Hentschel den Fortgang der Prüfung.

Das Fraunhofer-Institut wendet das Prüfsystem gemeinsam mit dem Unternehmen Bürkert GmbH an – einem großen Hersteller von Mess-, Steuer- und Regeltechnik. Die Entwickler am IZFP denken daran, nicht nur Stichproben zu nehmen und sie manuell zu prüfen. Jedes Teil am Fließband soll in Zukunft dank automatischer Mustererkennung kontrolliert werden. Bis dahin können sich Zulieferer für medizintechnische Geräte auf der Messe »Sensor« in Nürnberg (Halle 1, Stand 48) von der Leistungsfähigkeit des Prüf- und Analysesystems überzeugen.

Ansprechpartner:
Dr. Dieter Hentschel
Telefon: 03 51/2 64 82-21, hentschel@eadq.izfp.fhg.de

Weitere Informationen finden Sie im WWW:

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Dr. Johannes Ehrlenspiel idw

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