Industrielle Terahertz- und Millimeter-Messsysteme: Entwicklung, Integration und schlüsselfertige Lösungen

Terahertz-FMCW-Technologie für hochauflösende Inline-Messungen und zerstörungsfreie Prüfung

Als Forschungsinstitut an der Schnittstelle zwischen Grundlagenwissenschaft und Industrie entwickeln wir nicht nur innovative Messmethoden und -technologien, sondern treiben auch die Umsetzung in industrietaugliche Hardware konsequent voran. Wir konzipieren, bauen und integrieren Messsysteme ebenso wie komplette Messanlagen – passgenau und einsatzbereit.

Für unsere Kundinnen und Kunden realisieren wir maßgeschneiderte Lösungen, die exakt auf individuelle Anforderungen und bestehende Rahmenbedingungen abgestimmt sind. Das bedeutet auch, wenn es keine kommerzielle Lösung für eine Messaufgabe auf dem Markt gibt, kommen wir ins Spiel. Da wir unsere Systeme selbst entwickeln, steuern wir Hardware und Software vollständig aus einer Hand. So reagieren wir flexibel auf spezifische Wünsche und integrieren unsere Technologien optimal in vorhandene Prozesse.

Entwicklung moderner Terahertz- und Millimeterwellen-Messsysteme für Industrie und Forschung

Unsere Kernkompetenz liegt im Entwickeln moderner Messsysteme im Schwerpunkt der Terahertz- und Millimeterwellentechnik. Seit vielen Jahren arbeiten wir intensiv mit Terahertz-Zeitbereichsspektroskopie (Terahertz Time-Domain Spectroscopy TDS), (photonischen) FMCW-Systemen (Frequency-Modulated Continuous Wave) und verfügen über umfassende Expertise in der Gestaltung, Optimierung und Anwendung dieser Technologien.

Unsere Messsysteme sind

  • robust und langlebig, ausgelegt für den dauerhaften Einsatz
  • präzise und reproduzierbar in ihren Ergebnissen
  • zuverlässig selbst unter anspruchsvollen Umweltbedingungen

Damit unterstützen wir Unternehmen sowohl in der Forschung als auch in der Produktion mit leistungsfähigen und zukunftssicheren Lösungen.

Modulare TDS-Plattform für Schichtdickenmessung, zerstörungsfreie Prüfung und Materialcharakterisierung

Unsere TDS‑Systemplattform bietet eine vielseitige Grundlage für unterschiedlichste Messaufgaben – darunter:

Die Systeme lassen sich flexibel einsetzen: als eigenständige Tischgeräte im Labor oder Technikum ebenso wie integriert in industrielle Anlagen. Die dafür optimierte 19‑Zoll‑Integration ermöglicht einen zuverlässigen und langlebigen Betrieb in produktionsnahen oder rauen Industrieumgebungen – stationär in der Fließbandproduktion oder flexibel an Robotersystemen.

Auswahl verschiedener Messköpfe
© Fraunhofer ITWM
Auswahl verschiedener Messköpfe
Terahertz-TDS Plattform in 19“ Gehäuse mit 3 HE
© Fraunhofer ITWM
Terahertz-TDS Plattform in 19“ Gehäuse mit 3 HE

FMCW-Terahertz-Technologie für hochauflösende Inline-Messungen und zerstörungsfreie Prüfung

In der FMCW-Technologie setzen wir – je nach Anwendung – kompakte Radarmodule mit Arbeitsfrequenzen zwischen 75 GHz und 500 GHz ein. Durch die Auswahl des passenden FMCW-Moduls optimieren wir unsere Systeme gezielt hinsichtlich räumlicher Auflösung, Messbereich und Eindringtiefe.

Über die geeignete Kombination aus Frequenz, Bandbreite und Antennenkonfiguration stimmen wir jedes System präzise auf die jeweilige Prüfaufgabe ab – von der Detektion feinster Strukturen bis zur Tiefenprüfung in nichtleitenden Materialien.

Unsere FMCW‑Lösungen zeichnen sich aus durch:

  • sehr hohe Messraten von über 10 kHz – ideal für schnelle Inline-Prozesse
  • eine kompakte und robuste Bauform
  • hohe Eindringtiefen in die meisten dielektrischen Materialien
  • exzellente Auflösung – abhängig von der verfügbaren Bandbreite
  • stabile und prozesssichere Messungen auch bei Vibrationen oder Temperaturschwankungen

Damit eignen sich die Systeme besonders für die zerstörungsfreie Prüfung (NDT), etwa zur Erkennung von Inhomogenitäten, Schichtdickenvariationen, Delaminationen oder Einschlüssen in Verbundwerkstoffen, Kunststoffen und anderen dielektrischen Materialien.

Kompakter und handgeführter FMCW-Messkopf für Schichtdickenmessung und zerstörungsfreie Prüfung.
© Fraunhofer ITWM
Kompakter und handgeführter FMCW-Messkopf für Schichtdickenmessung und zerstörungsfreie Prüfung.
Mobiler Handscanner für die zerstörungsfreie Terahertz-Prüfung
© Fraunhofer ITWM
Handgehaltener Terahertz-Sensor für die mobile Anwendung. Einsatzbereit ohne weitere Geräte, Standard-Steckdose ausreichend.

Schlüsselfertige Mess- und Prüfanlagen: Gesamtsystementwicklung und -integration

Neben der Entwicklung einzelner Messsysteme realisieren wir auch komplette schlüsselfertige Lösungen, etwa Rohrprüfsysteme, FMCW-Handheld-Anlagen oder andere komplexe Prüf- und Produktionsmodule. Dabei begleiten wir unsere Kundinnen und Kunden über den gesamten Entwicklungsprozess hinweg – von der ersten Idee bis zur vollständig integrierten, industrietauglichen Anlage.

Unsere Leistungen umfassen:

  • Gemeinsame Planung und Anforderungsanalyse
  • Systemdesign und mechanische Konstruktion
  • Entwicklung und Aufbau der kompletten Messanlage
  • Installation, Integration und Inbetriebnahme vor Ort
  • Durchführung der CE‑Konformitätsbewertung
  • Dokumentation und Schulung

So erhalten Unternehmen ein technisch und regulatorisch abgestimmtes Gesamtsystem aus einer Hand – effizient umgesetzt und optimal in bestehende Prozesse integriert. 

FMCW-Handheld System zur zerstörungsfreien Prüfung
© Fraunhofer ITWM
FMCW-Handheld System zur zerstörungsfreien Prüfung
Rohrinspektionssystem zur Prüfung der Wandstärke im Produktionsprozess.
© Fraunhofer ITWM
Rohrinspektionssystem zur Prüfung der Wandstärke im Produktionsprozess.

Industrielle Schnittstellen und Softwarelösungen für nahtlose Systemintegration

Für das Einbinden in bestehende Produktions- und IT‑Umgebungen stellen wir Schnittstellen nach gängigen industriellen Standards, wie OPC UA oder TCP/IP bereit. So lassen sich unsere Anlagen problemlos mit Leitsystemen, Prozessketten oder Datenbanken verbinden.

Auch die Software und Bedienführung entwickeln wir selbst. Unsere individuellen GUIs sind:

  • modern und funktional gestaltet
  • klar strukturiert mit hierarchischen Bedienebenen
  • vollständig auf den Arbeitsablauf der Anwendenden abgestimmt
  • ausgestattet mit Sicherheits- und Zugriffsfeatures für unterschiedliche Rollen der Nutzerinnen und Nutzer

Damit vereinen wir technologische Leistungsfähigkeit mit höchster Bedienfreundlichkeit und Prozesssicherheit.

Oberfläche einer individuellen Softwarelösung
© Fraunhofer ITWM
Oberfläche einer individuellen Softwarelösung