6.3.4 Integraler Defekterkennungssensor für Faserkunststoffverbunde mit koppelmittelfreiem luftgekoppelten Ultraschall
- Event
- 20. GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2019
2019-06-25 - 2019-06-26
Nürnberg, Germany - Chapter
- 6.3 Akustische und resonante Sensoren
- Author(s)
- Y. Bernhardt, M. Kreutzbruck - Universität Stuttgart (Deutschland)
- Pages
- 523 - 526
- DOI
- 10.5162/sensoren2019/6.3.4
- ISBN
- 978-3-9819376-0-2
- Price
- free
Abstract
Luftgekoppelter Ultraschall erfreut sich einer zunehmenden Nachfrage für die Prüfung von Faserkunststoffverbunden sowie auch für die Prüfung von Fügeverbindungen an metallischen Bauteilen. Die Vorteile liegen hier im kontaktlosen Prüfen, bei dem gegenüber konventioneller Ultraschallprüfung gleiche Prüfzeiten erreicht werden. Der Auftrag eines Koppelmittels erschwert bis heute eine vollständige Automatisierung in der Serienprüfung. Beim luftgekoppelten Ultraschall muss aufgrund der hohen Impedanzunterschiede von Festkörper zu Luft mit speziell angepassten Prüfköpfen gearbeitet werden, was dann meist mittels Senkrechteinschallung in Transmissionsanordnung erfolgt. Für Prüfaufgaben bei denen nur einseitiger Zugang möglich ist, kann die Prüfung mittels schräger Einschallung und den dadurch erzeugten Plattenwellen durchgeführt werden. Unter einem bestimmten Resonanzwinkel, bei dem der Sinus des Einschallwinkels dem Verhältnis von Luftschallgeschwindigkeit und Plattenwellenausbreitungsgeschwindigkeit entspricht, wird ein höheres Signal-Rausch-Verhältnis im Vergleich zur Normaldurchschallung erzielt. Dieser Winkel wurde bisher bei der Prüfung in Schrägeinschallung manuell iterativ ermittelt, indem unter Beobachtung der Amplitude die Winkel von Ultraschallsender und Empfänger sukzessive angepasst wurden. Über eine motorgesteuerte Prüfkopfhalterung und einer online Auswertung des empfangenen Signals wurde nun eine automatisierte und damit zeitsparende Winkelfindung realisiert. Auch wenn sich die Plattenwellengeschwindigkeit durch eine Wanddickenänderung verändert, ist eine nachführende Anpassung des Einschallwinkels möglich.