Zukunftsweisende Röntgentechnologie für schnelle und preiswerte Werkstoffprüfung

05.11.2015 - Deutschland

Mit dem am Fraunhofer IKTS entwickelten Zeilensensor L100 werden komplexe Aufgaben im Bereich der zerstörungsfreien Prüfung mit bisher unerreichter Qualität realisiert. Das neuartige Prinzip übertrifft bestehende Systeme hinsichtlich Messgeschwindigkeit, Auflösung und Herstellungskosten.

Röntgendetektoren ersetzen zunehmend die in der Praxis noch üblichen Röntgenfilme und sind vor allem für die Röntgen-Computertomographie unerlässlich. Röntgenzeilendetektoren werden immer dann eingesetzt, wenn entweder fortlaufende Güter zu untersuchen sind oder wenn die Größe des Objekts nur eine streifenförmige Beleuchtung zulässt, um unerwünschte Streustrahlung zu vermeiden.

Beim herkömmlichen Detektorprinzip werden die einfallenden Röntgenphotonen zunächst in sichtbares Licht und in einem zweiten Schritt mittels Photodioden in elektrische Signale umgewandelt. Die neue Röntgendetektorzeile spart den Zwischenschritt ein und arbeitet direkt konvertierend. Dadurch steigen Auflösung und Geschwindigkeit deutlich. Zudem können dank Einzelphotonendetektion die Röntgenphotonen hinsichtlich ihrer Energie bewertet werden. Dies ermöglicht »Dual Energy«-Anwendungen, bei denen Materialien in ihrer Zusammensetzung unterschieden werden.

»Schärferer Kontrast, die Reduktion von Bildartefakten sowie eine geringere Strahlenbelastung durch die Vermeidung zusätzlicher Untersuchungen versprechen höhere Qualität bei geringeren Kosten in der zerstörungsfreien Materialprüfung und Prozessüberwachung«, erklärt Dr. Peter Krüger, Physiker am Fraunhofer IKTS.

Der Zeilendetektor L100 wird aus kundenspezifischen Einzelschaltkreisen (ASIC) aufgebaut. Das ermöglicht sowohl eine kostengünstige Fertigung als auch verschiedenste Konfigurationen. Damit kann der Zeilendetektor vielfältig eingesetzt werden: zum Beispiel in der Prozesskontrolle, bei Sortieraufgaben, gekurvten Prüfobjekten, der Computertomographie großer Bauteile oder bei der Messung von Strahlungsintensitäten für Dickenbestimmungen.

Gemeinsam mit der am Fraunhofer IKTS entwickelten CT-Steuer- und Analysesoftware XVision können kundenindividuelle Röntgen-MikroCT-Anlagen aufgebaut und mit einer intuitiven Benutzerführung ausgestattet werden.

Das System aus Schaltkreis und Ausleseelektronik steht zur Evaluierung in der Praxis bereit. Dafür ist das Institut auf der Suche nach Anwendern, wie Systemintegratoren, oder Partnern für die Weiterentwicklung des Röntgensystems.

Wissenschaftler des Fraunhofer IKTS stellen den Röntgenzeilendetektor am 12. und 13. November 2015 auf der Fachtagung »Prozessnahe Röntgenanalytik PRORA 2015« in Berlin-Adlershof vor.

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