Terahertz es una nueva tecnología en la que es posible realizar pruebas no destructivas de componentes y superficies. Hasta ahora, estos dispositivos y, en particular, los cabezales de sensores han sido costosos y difíciles de manejar. Los investigadores de Fraunhofer ahora han logrado hacer que los cabezales de sensores sean más compactos y, por tanto, más económicos, lo que facilita su manipulación considerablemente. Los primeros prototipos ya se están utilizando para la producción de tubos de plástico. También son muy adecuados para analizar recubrimientos de compuestos de fibra. Del 25 al 29 de abril de 2016, estos nuevos cabezales sensores sonpresentado en la Hannover Messe.
Hace más de diez años, la tecnología de terahercios fue la próxima gran novedad. En ese entonces se hablaba mucho sobre los escáneres corporales "desnudos". La gente pensaba que los dispositivos que se estaban instalando en los aeropuertos iban a generar imágenes reveladoras de los pasajerosAdemás, los científicos esperaban desarrollar sistemas de medición para la prueba de materiales y la inspección de componentes utilizando radiación de terahercios. A pesar de todas estas grandes expectativas, el avance tan esperado de la tecnología de terahercios no se produjo. En comparación con los métodos convencionales que se utilizan actualmente para lospruebas destructivas, como rayos X o ultrasonido, la tecnología de terahercios es simplemente demasiado cara, difícil de manejar y, en general, poco práctica.
sistema de medición con el innovador cabezal sensor
Los últimos desarrollos del Instituto Fraunhofer de Telecomunicaciones, Heinrich Hertz Institut, HHI en Berlín, ahora podrían dar un impulso decisivo a la tecnología de terahercios. El equipo de investigación de Thorsten Göbel, que dirige el Grupo de Investigación de Terahercios en HHI, ha logrado desarrollar teraherciosdispositivos que por primera vez están hechos de componentes estándar y, por lo tanto, de bajo costo y también son relativamente fáciles de manejar. En Hannover Messe, los expertos presentarán un sistema de medición de terahercios con un cabezal sensor innovador, que permite probar fácilmente varioscomponentes, como tubos de plástico. El principio empleado por Fraunhofer HHI para generar radiación de terahercios se basa en un método optoelectrónico. Con un semiconductor especial, los pulsos de luz láser se convierten en pulsos eléctricos de terahercios que tienen solo una mil millonésima de segundo de duración.
La razón de la falta de éxito de la tecnología de terahercios hasta ahora se debe principalmente a las propiedades requeridas de los semiconductores que se utilizan. Estas solo podrían lograrse con materiales que requirieran una iluminación con una longitud de onda de 800 nanómetros. Tanto el sistema de teraherciosLos componentes láser y ópticos son demasiado caros y no lo suficientemente robustos para el uso industrial cuando se utiliza esta longitud de onda bastante exótica.
estándar de longitud de onda de uso común
"Por lo tanto, hemos desarrollado un semiconductor que se puede estimular con una luz láser centrada alrededor de una longitud de onda de 1,5 micrómetros", dice Göbel. "En las comunicaciones ópticas, esta longitud de onda es estándar, por lo que existe una gran cantidad de dispositivos de bajo costo ycomponentes ópticos y láseres de alta calidad en el mercado. "
Sin embargo, era necesario superar un obstáculo en el camino hacia la creación de un sistema de terahercios asequible y práctico para probar materiales. Hasta ahora, el cabezal del sensor para escanear componentes era demasiado grande y pesado para un fácil manejo. La razón: el transmisor de terahercios yEl receptor eran dos componentes separados que debían montarse en una carcasa con gran esfuerzo y precisión. La principal desventaja de esta disposición era que las muestras solo se pueden medir en ángulo. Por lo tanto, el objeto tenía que estar exactamente en el foco del transmisory receptor de modo que la señal de terahercios enviada desde el transmisor a través de la muestra pueda mostrarse en el receptor. Si la distancia entre el cabezal del sensor y la muestra cambia, por ejemplo debido a vibraciones, se vuelve más difícil de medir.
Los expertos de Fraunhofer HHI han resuelto este problema fabricando un chip integrado que puede transmitir y recibir simultáneamente. Ahora es posible usar una única lente óptica que se enfoca en el objeto, lo que permite una distancia de operación flexible. Los investigadores empaquetaron esteunidad de transmisión y recepción, el transceptor, en un pequeño y práctico cabezal sensor con un diámetro de solo 25 y una longitud de 35 milímetros. El dispositivo se presentará en la feria de Hannover.
Además, estos prototipos de sistemas de sensores de terahercios han sido utilizados por los fabricantes de tuberías de plástico durante algún tiempo. Estos sensores se utilizan directamente en la línea de producción para controlar el grosor de las paredes de las tuberías. Si las paredes son demasiado delgadas, la tuberíase vuelve inestable. Si son demasiado gruesos, se desperdicia plástico valioso. Hasta ahora, la producción de tubos de plástico se ha monitoreado mediante un sistema de ultrasonido. Dado que el ultrasonido no puede medir correctamente en el aire, se necesita agua. Al igual que los médicos de gel de ultrasonidoDe uso, el agua funciona como un medio de acoplamiento entre el cabezal del sensor de ultrasonido y la tubería. Por lo tanto, las tuberías de casi 250 grados Celsius deben arrastrarse a través de un tanque de agua. Además, la tecnología de ultrasonidos también falla con las llamadas tuberías inteligentes queestán construidos a partir de una amplia gama de capas de diferentes materiales.
Otra aplicación futura es la verificación de pinturas y recubrimientos sobre materiales compuestos reforzados con fibra. Hoy en día, es posible utilizar equipos prácticos de corrientes parásitas en sustratos metálicos, como láminas de metal para la industria automotriz. Sin embargo, este método falla en materiales de mala conducción.compuestos de fibra. "La necesidad de un proceso de medición confiable es enorme", dice Göbel, "porque el mercado de materiales compuestos está creciendo en las industrias automotriz, aeronáutica y de energía eólica".
Aunque el nuevo sistema de sensor de terahercios está construido con componentes ópticos estándar de bajo costo, actualmente es más costoso que, por ejemplo, los dispositivos ultrasónicos, que se fabrican en cantidades de muchos cientos de miles ". Sin embargo, el precio bajará en el futurocuando la producción en volumen comience a repuntar ", predice Göbel. Dadas las ventajas del método de medición y los avances actuales, Göbel cree que el método de terahercios se establecerá con éxito en los próximos años.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Fraunhofer-Gesellschaft . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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