Elektronikentwicklung

Die Arbeitsgruppe Elektronikentwicklung der Hauptabteilung Ultraschall ist spezialisiert auf die analoge und digitale Schaltungsentwicklung für kundenspezifische Ultraschallanwendungen im technischen, medizinischen und im Sonarbereich. Neben einkanaligen Messsystemen zur hochgenauen Erfassung verschiedenster Größen, wie z. B. Abstand, Füllstand und Geschwindigkeit, liegt eine weitere Kernkompetenz der Arbeitsgruppe in der Entwicklung skalierbarer, mehrkanaliger Ultraschallsysteme mit offenem Zugriff auf eine Vielzahl von Steuerparametern und alle Ebenen der Signalverarbeitungskette. Die Bandbreite erstreckt sich vom niederfrequenten Bereich (Sonar- und Therapiesysteme), über den diagnostischen Bereich bis hin zu hochfrequenten Systemen für präklinische Studien oder zerstörungsfreie Materialprüfung/Prozesskontrolle. Die Erfahrung der Mitarbeiter im Design analoger und digitaler Ultraschall-Hardware umfasst das gesamte Spektrum der Entwicklung von der Konzepterstellung über Prototypen bis hin zu marktreifen zertifizierten Systemen. In Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe Softwareentwicklung/Systemintegration werden komplette Anwendungen umgesetzt und zu kundenspezifischen Produkte ausentwickelt.

Als mehrkanalige Forschungs- und Entwicklungsplattform dient das eigenentwickelte und als Medizinprodukt zugelassene Digital Phased Array System (DiPhAS), welches flexibel an die unterschiedlichsten Anforderungen angepasst werden kann.

Für die gezielte Evaluierung innovativer einkanaliger Ansätze und die schnelle Produktentwicklung stehen die bewährten und stetig weiterentwickelten Technologieplattformen TRM (Transmit Receive Module) und USS (UltraSoundSystem) zur Verfügung. Aufbauend auf diesen Plattformen werden Systeme für individuelle Messaufgaben beispielsweise für Prüfanwendungen oder die Qualitätssicherung entwickelt.

Angebote der Arbeitsgruppe

sortiert nach Geschäftsfeldern

 

Biomedizinischer Ultraschall

Ultraschall-
Forschungssystem

Im Bereich des biomedizinischen Ultraschalls werden zur Lösung komplexer Fragestellungen häufig innovative Ultraschallsysteme benötigt, die zum einen speziell auf die Applikation des Kunden angepasst sind und zum anderen einen möglichst hohen Freiheitsgrad an Einstellungsmöglichkeiten und Zugriffsrechten bieten.

Biomedizinischer Ultraschall

Multiplexer
Entwicklung

Durch den Einsatz individueller Multiplexer-Lösungen kann das Ultraschall-Forschungssystem „DiPhAS“ schnell und unkompliziert an Wandler mit bis zu 1024 Elementen angepasst werden.

Biomedizinischer Ultraschall

1024-Kanal
Forschungssystem

In vielen Anwendungen, wie bspw. der volumetrischen Bildgebung, werden Wandler eingesetzt, die deutlich mehr Elemente besitzen, als Kanäle von der Anregungs- und Digitalisierungselektronik bereitgestellt werden können. Eine hochgenaue Synchronisationsschaltung ermöglicht jedoch den parallelen Betrieb mehrerer Ultraschallsysteme, so dass die gleichzeitige Ansteuerung von bis zu 1024 Wandler-Elementen realisierbar ist.

Biomedizinischer Ultraschall

Mehrkanaliges
HIFU‍-‍Forschungssystem

Neben der klassischen Diagnostik wird Ultraschall u.a. auch zu therapeutischen Zwecken, insbesondere in der Tumorbekämpfung, eingesetzt. Hierbei werden hochintensive Ultraschallwellen gebündelt, um Gewebe gezielt erhitzen und zerstören zu können (HIFU). Ein wichtiges Anwendungsgebiet dieses Verfahrens ist bspw. die Behandlung von Prostatakrebs.

Biomedizinischer Ultraschall

Miniaturisierte
Ultraschallsysteme

Durch den Einsatz mobiler Ultraschall-Technologien in der Notfallmedizin können klinische Erst-Untersuchungen direkt vor Ort durchgeführt und daraus wichtige, verlässliche Entscheidungen schnell abgeleitet werden. Neben dieser gibt es zahlreiche weitere Anwendungen, in denen miniaturisierte Systeme immer mehr an Bedeutung gewinnen.
 

Biomedizinischer Ultraschall

Mehrkanalige
Hochfrequenzsysteme

Zeitlich und räumlich hochauflösende Ultraschall-Bildgebung, die u.a. in der präklinischen Forschung zur Untersuchung von Organen und Geweben bei Kleintieren eingesetzt wird, erfordert fortschrittliche mehrkanalige Ultraschallsysteme, die mit sehr hohen Frequenzen analoge Signale digitalisieren und verarbeiten können.

Biomedizinischer Ultraschall

Einkanalige
Hochfrequenzsysteme

Die am Fraunhofer IBMT entwickelten einkanaligen Ultraschallsysteme sind optimiert für einen Frequenzbereich zwischen 1 und 35 MHz. Durch ihre hohe Detailauflösung finden die bildgebenden Systeme im medizinischen Bereich unter anderem Anwendung in der Untersuchung von feinen Hautstrukturen sowie in der Abbildung von Zähnen. Durch den Einsatz einer Multiplexer-Lösung können bis zu 128 Wandler-Elemente adressiert werden.

 

Technischer Ultraschall

Ultraschall-
Forschungssystem

Mehrkanalige Ultraschall-Prüfsysteme haben sich in der zerstörungsfreien Materialprüfung und Qualitätskontrolle bereits vollständig etabliert. Die am Fraunhofer IBMT entwickelten skalierbaren, mehrkanaligen Ultraschall-Prüfsysteme bieten offenen Zugriff auf alle Steuerparameter und alle akquirierten Rohdaten.

Technischer Ultraschall

Multiplexer
Entwicklung

Durch den Einsatz individueller Multiplexer-Lösungen kann das Ultraschall-Forschungssystem „DiPhAS“ schnell und unkompliziert an Wandler mit bis zu 1024 Elementen angepasst werden.
 

Technischer Ultraschall

Einkanalige
Ultraschallsysteme

In industriellen Anwendungen und Prozessen liegt der Fokus einer Systementwicklung in der Regel auf Faktoren wie Kostenoptimierung, Energieeffizienz, Miniaturisierung und Vernetzung. Wir bieten eine kundenspezifische Entwicklung einkanaliger Ultraschallsysteme oder Systemkomponenten für unterschiedlichste Messaufgaben an.

 

Sonar

Sonar-Forschungssystem

Das am Fraunhofer IBMT entwickelte skalierbare Ultraschall-Forschungssystem „DiPhAS“ kann durch seine modulare Aufbauweise ohne größeren Entwicklungsaufwand schnell und kostengünstig an die verschiedensten Anforderungen aus dem Bereich der bildgebenden Sonar-Messtechnik angepasst werden. Die Plattform bietet offenen Zugriff auf alle Steuerparameter und alle Ebenen der Signalverarbeitungskette.

Sonar

Multiplexer Entwicklung

Durch den Einsatz individueller Multiplexer-Lösungen kann das Ultraschall-Forschungssystem „DiPhAS“ schnell und unkompliziert an Antennen mit bis zu 1024 Elementen angepasst werden.

Sonar

Kompakte mehrkanalige Sonarsysteme

Bei Inspektionsaufgaben im Unterwasserbereich müssen oft sehr große Oberflächen, wie bspw. Schiffsrümpfe, Spundwände in Hafenanlagen oder Pipelines, mit hoher Detailauflösung vermessen werden. Hierzu eignen sich hervorragend sogenannte Multibeam Echosounder (MBES), hochauflösende Fächer-Echolote, die Fehlstellen analysieren und deren Position festhalten können.

Sonar

Einkanalige
Sonarsysteme

Die am Fraunhofer IBMT entwickelten einkanaligen Sonar-Systeme können unter anderem als Sediment-Sonar (Sub-Bottom-Profiler), als Seitensichtsonar (Sidescanner) und zur Hindernisvermeidung unter Wasser eingesetzt werden Die Anzahl der ansteuerbaren Messpfade ist durch geeignete Multiplexer-Lösungen erweiterbar. Druckneutrale Auslegung ermöglicht die Nutzung bis 6.000 m Meerestiefe.

Sonar

1024-Kanal
Forschungssystem

Mit der Verfügbarkeit echter 2D-Matrix-Antennen wachsen auch die Anforderungen an die Anzahl der elektronischen Kanäle. Durch die nahtlose Integration von vier DiPhAS-Elektroniken können 1042 Elemente aktiv und passiv parallel angesteuert werden. Damit ist eine volumetrische Bildgebung unter Wasser in Echtzeit möglich, wie sie beispielsweise für die Inspektion von Schiffsrümpfen oder Bauwerken benötigt wird.

Allgemeine Informationen

Technische Ausstattung der Hauptabteilung Ultraschall

Technische Ausstattung der Simulation/Vorentwicklung

- kommerzielle Softwarewerkzeuge für Analyse und Verarbeitung von Bildgebungsdaten (Amira) und Signalverarbeitung (Matlab)

- Simulationssoftware: ANSYS, PZFlex, PiezoCAD, Wave 2000 Pro

- Software für Hydrodynamiksimulationen (ANSYS FLOTRAN und CFX)

- Software PiezoCAD zum Design von Ultraschallwandlern auf Basis des KLM-Modells

- eigene Software SCALP zur Schallfeldberechnung und EVOLUTI zur Optimierung auf Basis genetischer Algorithmen

 

Bitte kontaktieren Sie uns

Wir bieten Bachelor- und Masterarbeiten, Praktika und Praxissemesterarbeiten.

Contact Press / Media

Kerstin Knobe

Sekretariat

Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT
Ensheimer Straße 48
66386 St. Ingbert

Telefon +49 6897 9071-301

Fax +49 6897 9071-302