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Ultraschall misst Temperatur

09.03.2000 - (idw) Fraunhofer-Gesellschaft

Wenn ein Werkstück im Ofen oder Wärmebad ist, oder von innen erwärmt wird, läßt sich seine Temperatur nur schwer ermitteln. Ein Ultraschall-Verfahren kann durch Stahl und Flüssigkeiten hindurch messen, wie sich die Temperatur verändert.


Ein Ultraschall-Verfahren kann von außen durch Stahl und Flüssigkeiten hindurch messen, wie sich die Temperatur oder Struktur eines Materials im Inneren verändert. In vielen industriellen Prozessen spielt die richtige Temperatur eine wesentliche Rolle, sei es beim Vulkanisieren von Gummi, bei Polymerisationsprozessen oder beim Sintern von Keramik. Ist die Temperatur nur um wenige Grad zu hoch oder zu niedrig, entsteht Ausschuß. In einem Werkstück, dass sich in einem Ofen oder Wärmebad befindet, oder von innen erwärmt wird, läßt sich die Temperaturänderung nur schwer ermitteln. Mit einem Ultraschall-Messverfahren können Forscher aus dem Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT in St. Ingbert nun von außen ohne Thermometer messen, wie sich die Temperatur ändert - durch Stahl und Flüssigkeiten hindurch.

"Eigentlich dient diese Methode dazu, die Energie bei thermischen Tumorbehandlungen zu kontrollieren", erklärt Robert Lemor vom IBMT. Die Messung ist einfach auszuführen: Der Ultraschall-Sensor wird auf den betreffenden Teil des Körpers gelegt. Die Schallwellen breiten sich im Gewebe aus und werden beispielsweise von zusammengelagerten Zellen reflektiert. Die zurückgesendeten Ultraschallsignale werden dann auf ihre Laufzeit und ihre spektralen Zusammensetzung analysiert. Wenn sich nun durch die Bestrahlung das Gewebe erwärmt, ändert sich die Geschwindigkeit der Schallwellen. So läßt sich der erwärmte Gewebebereich online visualisieren und die Bestrahlung kann genau dosiert werden. Dadurch können erkrankte Bereiche vollständig zerstört und das angrenzende gesunde Gewebe vor Schäden bewahrt werden.

Das Verfahren läßt sich auch in verschiedenen Anwendungen der industriellen Fertigung einsetzen, etwa bei der Vulkanisation von Gummi. Ultraschall misst, im Gegensatz zu anderen Thermografie-Verfahren, durch Behälterwände und Flüssigkeiten und ohne direkten Eingriff in das Material. Neben der Temperatur, lassen sich auch strukturelle Veränderungen ermitteln. Wenn eine Gummimischung erhitzt wird, durchläuft sie verschiedene strukturelle Phasen. Ab einer bestimmten Temperatur jedoch lockert sich die Struktur immer stärker auf und geht kaputt. "Das nicht-invasive Ultraschallverfahren ermittelt den idealen Zeitpunkt dafür, wann der Ofen abgeschaltet werden soll, damit nichts verbäckt", so Lemor weiter. Auf der Hannover Messe (20. bis 25. März) zeigen die Forscher in Halle 17/Stand F14 verschiedene Beispiele für ihre Spin-offs aus der medizinischen Forschung in die industrielle Prozesstechnik.


Ansprechpartner:
Dr. Bernhard Kleffner
Dipl.-Phys. Robert Lemor
Telefon: 0 68 94/9 80-2 25,-3 03
Telefax: 0 68 94/9 80-4 00
E-Mail: bernhard.kleffner@ibmt.fhg.de
lemor@ibmt.fhg.de

Fraunhofer-Institut für
Biomedizinische Technik IBMT
Ensheimer Straße 48
66386 St. Ingbert
Pressekontakt:
Annette Eva Maurer
Telefon: 0 68 94/9 80-1 02
Telefax: 0 68 94/9 80-4 00
E-Mail: maurera@ibmt.fhg.de
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