Besser als Laser: Distanzen mit Radar hochgenau messen
Wenn es um das Messen hochgenauer Distanzen geht, kommt derzeit meist die Laserinterferometrie zum Einsatz. Ein Forschungsteam hat einen ultrabreitbandigen Millimeterwellenradar entwickelt, der die Aufgabe günstiger und auch in rauen Umgebungen erledigen kann.
Foto: RUB, Marquard
Aktuell wird für präzise Distanzmessungen meist Laserinterferometrie verwendet. Ein Forschungsteam der Elektrotechnik- und Informationstechnik-Fakultät der Ruhr-Universität Bochum sowie der Ausgründung 2π-Labs sieht jedoch im ultrabreitbandigen Millimeterwellenradar eine vielversprechende Alternative.
Durch umfangreiche Experimente das Team, dass ihre Technologie kosteneffektiver ist und selbst in anspruchsvollen Umgebungen zuverlässig funktioniert. Sie ermöglicht zudem die simultane Messung mehrerer Distanzen und erfordert minimalen Wartungsaufwand. Nun wird die Arbeit mit dem diesjährigen ITG-VDE-Preis der Informationstechnische Gesellschaft (ITG) im Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik (VDE) ausgezeichnet.
Stand der Technik deutlich übertroffen
Die prämierte Arbeit zielte darauf ab, die Realisierbarkeit eines extrem präzisen Distanzmesssystems unter Verwendung von Ultrabreitband-Millimeterwellenradar zu demonstrieren und die dafür erforderlichen Methoden zu entwickeln. „Wir konnten zeigen, dass mikrometergenaue Distanzmessungen mit Millimeterwellenradar möglich sind“, fasst Nils Pohl, Inhaber des Lehrstuhls für Integrierte Systeme der Ruhr-Universität zusammen.
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„Ohne Kalibrierung des Messwertes haben wir in aufwendigen Versuchen eine Genauigkeit von ±1 Mikrometer über einen Messbereich von etwa fünf Metern reproduzierbar erreicht. Diese Entfernungsmessungen sind nach unserem Wissen die genauesten, die bisher in der Literatur für Millimeterwellenradar veröffentlicht wurden.“ Nach Angaben des Forschungsteams übertrifft das vorgestellte deutlich den Stand der Technik. Zudem ermöglicht es neue Anwendungen im Bereich zukünftiger Distanzmessung.
Diverse Anwendungen sind denkbar
Die neuen Radartechnologien bieten vielseitige Anwendungsmöglichkeiten, insbesondere in der Industrie. Dazu gehören mikrometergenaue Distanzmessungen, hochauflösende Dickenmessungen, Radarbildgebung und präzise Materialanalyse. Ein etabliertes Einsatzgebiet ist die Distanzmessung durch Radartechnik für Fahrzeug-Bremsassistenten.
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Ein frühes Einsatzfeld von 2π-Labs war die berührungslose, radarbasierte Messung der Wanddicke großer Kunststoffrohre. Vor der Einführung dieser Technik nutzten Hersteller oft mehr Material als notwendig, um die Produktanforderungen sicherzustellen, was weder umweltfreundlich noch kosteneffizient war. Mit der präzisen Radartechnik von 2π-Labs lässt sich nun die Dicke der Rohrwände während der Produktion genau messen und anpassen, wodurch der Materialverbrauch optimiert und Kosten gesenkt werden.
