Strahlungsstabile Röntgendetektoren für industrielle Anwendungen

Röntgenkamera XEye4020 bei der Prüfung von Rädern
© Kurt Fuchs, Fraunhofer EZRT

Röntgenkamera XEye4020 bei der Prüfung von Rädern

Die konstant hohe Bildqualität und die lange Lebensdauer des am Fraunhofer-Entwicklungszentrum Röntgentechnik EZRT in Fürth entwickelten digitalen Röntgendetektors XEye sichert über Jahre hinweg ein zuverlässiges Ergebnis in der industriellen Röntgenprüfung bis mindestens 225 kV Röhrenspannung. Ein Nachführen von Bildverarbeitungsparametern für die automatische Fehlerdetektion ist aufgrund der stabilen Bildqualität nicht länger erforderlich.

 

Wissenschaftliche Lösungen

Das Fraunhofer EZRT entwickelt individuelle Lösungen für industrielle Röntgendetektoren. Durch das modulare Konzept sind große Abbildungsflächen mit Pixelgrößen ab 50 µm nach Kundenwunsch realisierbar. Detektorformate und Pixelgröße sind anwendungsspezifisch auf die jeweilige Prüfaufgabe anpassbar. Zusammen mit einer hohen Bildwiederholrate können dadurch die Prüfzeiten minimiert und die Detailerkennbarkeit optimiert werden. Die Röntgendetektoren sind sowohl als Flächen- als auch als Zeilensensoren einsetzbar.

Das Prinzip dieser Röntgendetektoren beruht auf der digitalen Aufnahme einer Leuchtfolie (Szintillator), die - angeregt durch die Röntgenstrahlung - sichtbares Licht emittiert. Mehrere optische Kameras erfassen jeweils einen Teilbereich des Szintillators. Die Einzelbilder werden nahtlos zu einem Gesamtbild zusammengefügt. Das patentierte Strahlenschutzkonzept, das sämtliche elektronischen und optischen Komponenten vor der Röntgenstrahlung abschirmt, ermöglicht die lange Lebensdauer und die stabile Bildqualität der Röntgendetektoren.

 

Realisierte Anwendungen

Die jüngste Entwicklung des Fraunhofer EZRT ist eine sowohl als Matrix- als auch als Zeilenkamera betreibbare, hoch auflösende Version der XEye, die beim Einsatz als Zeilendetektor nach dem TDI-Prinzip (Time Delay Integration) arbeitet. Bauteile können dadurch in der Bewegung auf einem Fließband mit deutlich verbesserter Bildqualität aufgenommen werden. Gemeinsam mit der Firma Optical Control GmbH & Co. KG in Weißenohe wurde auf Basis dieser XEye-Version ein System realisiert, mit dem kleinste elektronische Bauelemente auf Gebinden zuverlässig gezählt werden. Je nach Kundenanforderung ist die Pixelgröße konfigurierbar und eine Vorschubgeschwindigkeit von bis zu 0,9 m/s bei 50 µm bzw. 2 m/s bei 400 µm möglich. Das Abbildungsformat von 50 x 5 cm² eignet sich beim Einsatz dieser XEye-Version als Flächendetektor beispielsweise für die Helix-Computertomographie, die eine Erstellung von dreidimensionalen Objektdaten mit besonders hoher Qualität ermöglicht.

Rund um die Uhr im 24-Stundenbetrieb werden XEye-Röntgenkameras in verschiedenen Applikationen, wie beispielsweise in der Schweißnahtprüfung, eingesetzt, ohne dass über einen Zeitraum von mehr als 8 Jahren eine Veränderung der Bildqualität festgestellt wurde. In der Automobilindustrie wird XEye zur zuverlässigen Prüfung von Fahrwerkgussteilen und Leichtmetallrädern im Fertigungstakt genutzt. Durch die hohe Bildwiederholrate können innerhalb von nur 30 Sekunden dreidimensionale Objektdaten von Kolben mit einem in die Fertigungslinie integrierten Computertomographie-System erzeugt werden. Röntgendetektoren des Fraunhofer EZRT werden aber auch in anderen Bereichen der industriellen Qualitätssicherung, wie z. B. in der Lötstelleninspektion an elektronischen Baugruppen oder auch für die Detektion von Fremdkörpern in Lebensmitteln, erfolgreich eingesetzt.

Röntgenkamera XEye5005 beim Einsatz und der Aufnahme von SMD-Gebinden
© Kurt Fuchs, Fraunhofer EZRT

Röntgenkamera XEye5005 beim Einsatz und der Aufnahme von SMD-Gebinden Foto: Kurt Fuchs / FhG IIS Foto bei Kurt Fuchs / © copyright by Kurt Fuchs, Tel. 09131-777740 Am Wei chselgar ten 23, 91058 Erl angen www.fuchs-foto.de