Luftultraschall Gerätetechnik - Versionsgeschichte

Loeffler-Kamann am 24. Oktober 2024 um 11:02 Uhr

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	Die [https://www.sonotec.de/ Fa. Sonotec Ultraschalltechnik GmbH, Halle], hat die Luftultraschall-Prüfanlage SONOAIR auf dem Markt eingeführt, welche vor allem für stark schallschwächende Werkstoffe ausgelegt ist.<br>		Die [https://www.sonotec.de/ Fa. Sonotec Ultraschalltechnik GmbH, Halle], hat die Luftultraschall-Prüfanlage SONOAIR auf dem Markt eingeführt, welche vor allem für stark schallschwächende Werkstoffe ausgelegt ist.<br>
	Die [https://www.hillger-ndt.de/de/ Hillger NDT GmbH], war einer der ersten Produzenten von kommerziellen Luftultraschall-Messsystemen und bietet entsprechende Systeme seiner AIRTECH-Produktfamilie auf dem Markt an.		Die [https://www.hillger-ndt.de/de/ Hillger NDT GmbH], war einer der ersten Produzenten von kommerziellen Luftultraschall-Messsystemen und bietet entsprechende Systeme seiner AIRTECH-Produktfamilie auf dem Markt an.

			==Siehe auch==
			*[[Ultraschallprüfung]]
			*[[Luftultraschall]]
			*[[Ultraschall-Impuls-Echo-Technik]]
			*[[Ultraschall-Laser-Anregung]]
			*[[Ultraschall-Direktankopplung]]


	[[Kategorie:Akustische Prüfverfahren Ultraschall]]		[[Kategorie:Akustische Prüfverfahren Ultraschall]]

Loeffler-Kamann am 8. Juli 2024 um 06:40 Uhr

2024-07-08T06:40:29Z

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	==Beispiele für Luft-Ultraschall-Messsysteme==		==Beispiele für Luft-Ultraschall-Messsysteme==

	Die [https://www.hs-merseburg.de/ Hochschule Merseburg] verfügt über ein Luftultraschall-Messsystem ('''Bild 3'''), das in Zusammenarbeit mit der [https://~~www~~.~~polymerservice-merseburg~~.de/ Polymer Service GmbH Merseburg] und dem [http://www.fz-u.de/ Forschungszentrum Ultraschall (FZU) gGmbH] und der [https://www.sonotec.de/ Fa. Sonotec Ultraschallsensorik GmbH Halle] im Rahmen eines BMBF-Verbundprojektes entstand und gegenwärtig weiterentwickelt wird [3, 4].		Die [https://www.hs-merseburg.de/ Hochschule Merseburg] verfügt über ein Luftultraschall-Messsystem ('''Bild 3'''), das in Zusammenarbeit mit der [https://de.wikipedia.org/wiki/Polymer_Service_Merseburg Polymer Service GmbH Merseburg] und dem [http://www.fz-u.de/ Forschungszentrum Ultraschall (FZU) gGmbH] und der [https://www.sonotec.de/ Fa. Sonotec Ultraschallsensorik GmbH Halle] im Rahmen eines BMBF-Verbundprojektes entstand und gegenwärtig weiterentwickelt wird [3, 4].

	[[Datei:Luftultraschall_Geraetetechnik-3.jpg\|550px]]		[[Datei:Luftultraschall_Geraetetechnik-3.jpg\|550px]]

Oluschinski am 28. November 2022 um 08:59 Uhr

2022-11-28T08:59:28Z

Posch am 14. Mai 2020 um 12:32 Uhr

2020-05-14T12:32:11Z

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	Dieses Messsystem, welches als Demonstrator entwickelt wurde, arbeitet im [[Ultraschall-Durchschallungs-Technik\|Durchschallungsverfahren]] mit zweikanaligen ~~400 kHz~~-Prüfköpfen, die an einen ISEL-Manipulator (Roboter) montiert sind. Verschiedene Ultraschallbilder ([[A-Bild-Technik\|A-Bild]], [[B-Bild-Technik\|B-Bild]], [[C-Bild-Technik\|C-Bild]] und [[F-Bild-Technik\|F-Bild]]) können mit dem System generiert werden, um damit Fehler zu detektieren und die Messergebnisse zu interpretieren ('''Bild 4''').		Dieses Messsystem, welches als Demonstrator entwickelt wurde, arbeitet im [[Ultraschall-Durchschallungs-Technik\|Durchschallungsverfahren]] mit zweikanaligen 400 kHz-Prüfköpfen, die an einen ISEL-Manipulator (Roboter) montiert sind. Verschiedene Ultraschallbilder ([[A-Bild-Technik\|A-Bild]], [[B-Bild-Technik\|B-Bild]], [[C-Bild-Technik\|C-Bild]] und [[F-Bild-Technik\|F-Bild]]) können mit dem System generiert werden, um damit Fehler zu detektieren und die Messergebnisse zu interpretieren ('''Bild 4''').

	[[Datei:Luftultraschall_Geraetetechnik-4.jpg]]		[[Datei:Luftultraschall_Geraetetechnik-4.jpg]]
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	Die [https://www.sonotec.de/ Fa. Sonotec Ultraschalltechnik GmbH, Halle], hat die Luftultraschall-Prüfanlage Sonoair auf dem Markt eingeführt, welche vor allem für stark schallschwächende Werkstoffe ausgelegt ist.<br>		Die [https://www.sonotec.de/ Fa. Sonotec Ultraschalltechnik GmbH, Halle], hat die Luftultraschall-Prüfanlage Sonoair auf dem Markt eingeführt, welche vor allem für stark schallschwächende Werkstoffe ausgelegt ist.<br>
	Das [https://www.dr-~~hillger~~.de/ Ingenieurbüro Dr. Hillger, Braunschweig], war einer der ersten Produzenten von kommerziellen Luftultraschall-Messsystemen und bietet entsprechende Systeme seiner Airtech-Produktfamilie auf dem Markt an.		Das [https://www.hillger-ndt.de/ Ingenieurbüro Dr. Hillger, Braunschweig], war einer der ersten Produzenten von kommerziellen Luftultraschall-Messsystemen und bietet entsprechende Systeme seiner Airtech-Produktfamilie auf dem Markt an.

	[[Kategorie:Akustische Prüfverfahren Ultraschall]]		[[Kategorie:Akustische Prüfverfahren Ultraschall]]

Oluschinski am 13. August 2019 um 05:56 Uhr

2019-08-13T05:56:03Z

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Luft-Ultraschall – Gerätetechnik 
siehe auch: [[Luftultraschall]]
__FORCETOC__
==Allgemeines==

Die [[Werkstoffprüfung]] mit [[Ultraschallprüfung|Ultraschall]] ist ein technologisch eingeführtes traditionelles [[Zerstörungsfreie_Prüfung_(ZfP)|zerstörungsfreies Prüfverfahren]]. Es findet Anwendung vor allem in der Schweißnahtprüfung, Defektoskopie und [[Ultraschall-Wanddickenmessung|Wanddickencharakterisierung]] als auch der Qualitätssicherung von [[Kunststoffbauteil|Bauteilen]] der Automobil- und Luftfahrtindustrie neben der Untersuchung der mechanisch-elastischen Eigenschaften von Werkstoffen. Speziell bei Nutzung von mobilen Gerätetechniken wird mit der Kontaktkopplung gearbeitet, die allerdings nicht für jedes Material geeignet ist [1]. 
In Laboratorien ist das [[Ultraschall-Tauchbad-Technik|Ultraschall-Tauchtechnikverfahren]] üblich, um die Auflösung der zu untersuchenden Objekte wesentlich zu verbessern und flächige Scans durchzuführen, womit ein akustisches Gesamtbild vom [[Prüfkörper]] oder Bauteil erstellt werden kann (siehe: [[Bildgebende Ultraschallprüfung]]). Es existieren auch weitere mobile Verfahren für die Defektoskopie von Bauteilen, wie z. B. die Ultraschall-Squirtertechnik oder die Tauchbadtechnik (siehe: [[Ultraschall-Tauchbad-Prüfköpfe]]) [2], mit denen auch komplexe Bauteilgeometrien auf Fehler untersucht werden können. 
Ein wesentlicher Vorteil zu diesen herkömmlichen [[Ultraschallprüfung|Ultraschallmessverfahren]], die eine Einkopplung des Ultraschalls über ein Koppelmittel, Wasser oder Wasserdampf erfordern, ist die Ankopplung des Prüfkörpers über eine Luftstrecke. Diese als [[Luftultraschall|Luft-Ultraschall]]-Messverfahren bekannte Prüfmethode arbeitet also koppelmittelfrei. Damit liegt kein direkter Kontakt vor, was einen Vorteil für koppelmittelempfindliche Prüfkörper oder Bauteile, also hydrophile Werkstoffe, darstellt. Ein ultraschalltechnisches Problem stellt jedoch die hohe Schalldämpfung der verwendeten Luft dar. 
Während das für geringe Auflösungen wie der Abstandsmessungen bei PKW kein Problem darstellt, sind in der [[Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP)|zerstörungsfreien Werkstoffprüfung]] höhere Anforderungen vorhanden. Dieses wird gelöst, indem angepasste [[Ultraschall-Composite-Prüfköpfe|Composite-Ultraschallprüfköpfe]] mit niedriger Sendefrequenz und einer speziellen Anpassungsschicht, einer geeigneten Anregung des Sendeimpulses und einer breitbandigen Verstärkertechnik eingesetzt werden. Dies hat natürlich zur Folge, dass bei geringen Frequenzen die lokale Auflösung für Defekte oder Inhomogenitäten im untersuchten Werkstoff sinken.

==Ankopplung==

Grundsätzlich existieren in Analogie zur [[Ultraschall-Direktankopplung|Direktankopplung des Ultraschalls]] an Prüfstücke auch verschiedene Arten der Luft-Ankopplung, um die z. B. elasto-mechanischen Eigenschaften bzw. Inhomogenitäten (Lunker, Einschlüsse oder [[Riss]]e) im Werkstoff zu ermitteln. Das sind natürlich das bekannte [[Ultraschall-Durchschallungs-Technik|Durchschallungs-Verfahren]] und die bei metallischen Werkstoffen bevorzugte Impuls-Echo-Prüfmethode. 
Aufgrund der hohen Schallverluste wird bei der Prüfung mittels [[Luftultraschall|Luft-Ultraschall]] zumeist mit dem Durchschallungsverfahren gearbeitet, damit die Schallstrecke im Prüfkörper nur einmal durchlaufen wird und so nur minimal zur gesamten Schalldämpfung beiträgt. Die Verwendung der [[Ultraschall-Impuls-Echo-Technik|Impuls-Echo-Technik]] erfordert zudem schalltechnisch identische [[Ultraschall-Prüfköpfe|Prüfköpfe]] auf der Sender- und Empfängerseite als auch eine exakt senkrechte Ausrichtung der Prüfköpfe in der akustischen Achse. Speziell bei geometrisch komplexen [[Kunststoffbauteil]]en stellt das auch bei Verwendung von geeig-neter Robotertechnik ein großes Problem dar. Aufgrund dessen ist das Durchschallungsverfahren ('''Bild 1''') seit Jahren Stand der Technik und wird auch erfolgreich bei [[Kunststoffe]]n und Composite-Werkstoffen angewandt.

[[Datei:Luftultraschall_Geraetetechnik-1.jpg|300px]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 1''':
|width="600px"|Schematische Darstellung der Durchschallungsanordnung bei Ankopplung über Luft
|}

Eine weitere technische Realisierungsvariante der Luft-Ankopplung ist die S/E-Anordnung, die ähnlich dem inneren Aufbau der [[Ultraschall-Sende(S)-Empfänger(E)-Prüfköpfe|S/E-Prüfköpfe]] zueinander mit einem Dachwinkel ausgerichtet sind und so einen Fokus im Prüfkörper bilden können, der eine höhere Auflösung des empfangenen Signals ermöglicht. In dem '''Bild 2''' ist diese Messanordnung dargestellt, wobei der Fokus hier auf der Rückwand liegt.

[[Datei:Luftultraschall_Geraetetechnik-2.jpg]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 2''':
|width="600px"|Schematische Darstellung der S/E-Anordnung bei Ankopplung über Luft mit Fokus auf der Rückwand des Prüfstückes
|}

==Merkmale der Luftultraschall-Messsysteme==

Luftultraschall-Prüfsysteme arbeiten generell mit vergleichsweise tiefen Frequenzen, die in Luft einer geringeren Dämpfung unterliegen. Der Unterschied in den Messfrequenzen zu den Kontakt- oder [[Ultraschall-Tauchbad-Prüfköpfe|Tauchtechnikprüfköpfen]] beträgt dabei ca. eine Größenordnung. Entsprechend der Frequenz und Wellenlänge ergibt sich natürlich eine geringere Auflösung in der Defektoskopie und bei der Beurteilung von [[Oberfläche]]n. Um diesem Effekt entgegenzuwirken, existieren verschiedene Ansätze, die meist miteinander kombiniert angewendet werden:

* hohe Einschallleistung,
* Anregung mit Burstsignalen und
* schmalbandig konzipierte Ausgangsverstärker.

Mit einer höheren Einschallleistung wird die Intensität des Ultraschallsignals vergrößert. Damit auch möglichst viel an Intensität in das Prüfmaterial übertragen wird, wird meistens mit Burst- bzw. Rechteck-Impulsen angeregt. Damit wird jedoch eine Begrenzung des Frequenzbandes bewirkt, weshalb die Burstsignale auf die Mess- und Verstärkertechnik abgestimmt sein müssen. Der Ausgangsverstärker wird deshalb relativ schmalbandig ausgelegt, womit eine verhältnismäßig hohe Signalamplitude erzeugt werden kann.

Aufgrund der spezifischen Anforderungen und der aufwendigen Messtechnik ist eine Luft-Ultraschallmessung derzeit nur im Labor sinnvoll, allerdings noch nicht auf Basis eines mobilen Gerätes möglich.

==Beispiele für Luft-Ultraschall-Messsysteme==

Die [https://www.hs-merseburg.de/ Hochschule Merseburg] verfügt über ein Luftultraschall-Messsystem ('''Bild 3'''), das in Zusammenarbeit mit dem [http://www.fz-u.de/ Forschungszentrum Ultraschall (FZU) gGmbH] und der [https://www.sonotec.de/ Fa. Sonotec Ultraschallsensorik GmbH Halle] im Rahmen eines BMBF-Verbundprojektes entstand und gegenwärtig weiterentwickelt wird [3, 4].

[[Datei:Luftultraschall_Geraetetechnik-3.jpg|550px]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 3''':
|width="600px"|Demonstrator-Messsystem der Hochschule Merseburg bei der Prüfung einer CFK-Struktur mittels Robotertechnik
|}

Dieses Messsystem, welches als Demonstrator entwickelt wurde, arbeitet im [[Ultraschall-Durchschallungs-Technik|Durchschallungsverfahren]] mit zweikanaligen 400 kHz-Prüfköpfen, die an einen ISEL-Manipulator (Roboter) montiert sind. Verschiedene Ultraschallbilder ([[A-Bild-Technik|A-Bild]], [[B-Bild-Technik|B-Bild]], [[C-Bild-Technik|C-Bild]] und [[F-Bild-Technik|F-Bild]]) können mit dem System generiert werden, um damit Fehler zu detektieren und die Messergebnisse zu interpretieren ('''Bild 4''').

[[Datei:Luftultraschall_Geraetetechnik-4.jpg]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 4''':
|width="600px"|[[C-Bild-Technik|C-Bild]]-Darstellung eines Astloches in Kiefernholz (a) als Integration der Amplituden über das gesamte gescannte Volumen und (b) über einen ausgewählten Tiefenbereich
|}

Die [https://www.sonotec.de/ Fa. Sonotec Ultraschalltechnik GmbH, Halle], hat die Luftultraschall-Prüfanlage Sonoair auf dem Markt eingeführt, welche vor allem für stark schallschwächende Werkstoffe ausgelegt ist. 
Das [http://www.dr-hillger.de/Ing.-Büro Dr. Hillger, Braunschweig], war einer der ersten Produzenten von kommerziellen Luftultraschall-Messsystemen und bietet entsprechende Systeme seiner Airtech-Produktfamilie auf dem Markt an.

[[Kategorie:Akustische Prüfverfahren Ultraschall]]

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	==Allgemeines==		==Allgemeines==

	Die [[Werkstoffprüfung]] mit [[Ultraschallprüfung\|Ultraschall]] ist ein technologisch eingeführtes traditionelles [[Zerstörungsfreie_Prüfung_(ZfP)\|zerstörungsfreies Prüfverfahren]]. Es findet Anwendung vor allem in der Schweißnahtprüfung, Defektoskopie und [[Ultraschall-Wanddickenmessung\|Wanddickencharakterisierung]] als auch der Qualitätssicherung von [[Kunststoffbauteil\|Bauteilen]] der Automobil- und Luftfahrtindustrie neben der Untersuchung der mechanisch-elastischen Eigenschaften von Werkstoffen. Speziell bei Nutzung von mobilen Gerätetechniken wird mit der Kontaktkopplung gearbeitet, die allerdings nicht für jedes Material geeignet ist [1].<br>		Die [[Werkstoffprüfung]] mit [[Ultraschallprüfung\|Ultraschall]] ist ein technologisch eingeführtes traditionelles [[Zerstörungsfreie_Prüfung_(ZfP)\|zerstörungsfreies Prüfverfahren]]. Es findet Anwendung vor allem in der Schweißnahtprüfung, der Defektoskopie und der [[Ultraschall-Wanddickenmessung\|Wanddickencharakterisierung]] als auch der Qualitätssicherung von [[Kunststoffbauteil\|Bauteilen]] der Automobil- und Luftfahrtindustrie neben der Untersuchung der mechanisch-elastischen Eigenschaften von Werkstoffen. Speziell bei Nutzung von mobilen Gerätetechniken wird mit der Kontaktkopplung gearbeitet, die allerdings nicht für jedes Material geeignet ist [1].<br>
	In Laboratorien ist das [[Ultraschall-Tauchbad-Technik\|Ultraschall-Tauchtechnikverfahren]] üblich, um die Auflösung der zu untersuchenden Objekte wesentlich zu verbessern und flächige Scans durchzuführen, womit ein akustisches Gesamtbild vom [[Prüfkörper]] oder Bauteil erstellt werden kann (siehe: [[Bildgebende Ultraschallprüfung]]). Es existieren auch weitere mobile Verfahren für die Defektoskopie von Bauteilen, wie z. B. die Ultraschall-[[Squirter-Technik\|Squirtertechnik]] oder die Tauchbadtechnik (siehe: [[Ultraschall-Tauchbad-Prüfköpfe]]) [2], mit denen auch komplexe Bauteilgeometrien auf Fehler untersucht werden können.<br>		In Laboratorien ist das [[Ultraschall-Tauchbad-Technik\|Ultraschall-Tauchtechnikverfahren]] üblich, um die Auflösung der zu untersuchenden Objekte wesentlich zu verbessern und flächige Scans durchzuführen, womit ein akustisches Gesamtbild vom [[Prüfkörper]] oder Bauteil erstellt werden kann (siehe: [[Bildgebende Ultraschallprüfung]]). Es existieren auch weitere mobile Verfahren für die Defektoskopie von Bauteilen, wie z. B. die Ultraschall-[[Squirter-Technik\|Squirtertechnik]] oder die Tauchbadtechnik (siehe: [[Ultraschall-Tauchbad-Prüfköpfe]]) [2], mit denen auch komplexe Bauteilgeometrien auf Fehler untersucht werden können.<br>
	Ein wesentlicher Vorteil zu diesen herkömmlichen [[Ultraschallprüfung\|Ultraschallmessverfahren]], die eine Einkopplung des Ultraschalls über ein Koppelmittel, Wasser oder Wasserdampf erfordern, ist die Ankopplung des Prüfkörpers über eine Luftstrecke. Diese als [[Luftultraschall\|Luft-Ultraschall]]-Messverfahren bekannte Prüfmethode arbeitet also koppelmittelfrei. Damit liegt kein direkter Kontakt vor, was einen Vorteil für koppelmittelempfindliche Prüfkörper oder Bauteile, also hydrophile Werkstoffe, darstellt. Ein ultraschalltechnisches Problem stellt jedoch die hohe Schalldämpfung ~~der verwendeten Luft~~ dar.<br>		Ein wesentlicher Vorteil zu diesen herkömmlichen [[Ultraschallprüfung\|Ultraschallmessverfahren]], die eine Einkopplung des Ultraschalls über ein Koppelmittel, Wasser oder Wasserdampf erfordern, ist die Ankopplung des Prüfkörpers über eine Luftstrecke. Diese als [[Luftultraschall\|Luft-Ultraschall]]-Messverfahren bekannte Prüfmethode arbeitet also koppelmittelfrei. Damit liegt kein direkter Kontakt vor, was einen Vorteil für koppelmittelempfindliche Prüfkörper oder Bauteile, also hydrophile Werkstoffe, darstellt. Ein ultraschalltechnisches Problem stellt jedoch die hohe Schalldämpfung im Luftspalt dar.<br>
	Während das für geringe Auflösungen wie der Abstandsmessungen bei PKW kein Problem darstellt, ~~sind~~ in der [[Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP)\|zerstörungsfreien Werkstoffprüfung]] höhere Anforderungen ~~vorhanden~~. Dieses wird gelöst, indem angepasste [[Ultraschall-Composite-Prüfköpfe\|Composite-Ultraschallprüfköpfe]] mit niedriger Sendefrequenz und einer speziellen Anpassungsschicht, einer geeigneten Anregung des Sendeimpulses und einer breitbandigen Verstärkertechnik eingesetzt werden. Dies hat natürlich zur Folge, dass bei geringen Frequenzen die lokale Auflösung für Defekte oder Inhomogenitäten im untersuchten Werkstoff sinken.		Während das für geringe Auflösungen wie z. B. der Abstandsmessungen bei der PKW-Einparkhilfe kein Problem darstellt, bestehen in der [[Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP)\|zerstörungsfreien Werkstoffprüfung]] höhere Anforderungen. Dieses wird gelöst, indem angepasste [[Ultraschall-Composite-Prüfköpfe\|Composite-Ultraschallprüfköpfe]] mit niedriger Sendefrequenz und einer speziellen Anpassungsschicht, einer geeigneten Anregung des Sendeimpulses (Burst-Impuls) und einer breitbandigen Verstärkertechnik eingesetzt werden. Dies hat natürlich zur Folge, dass bei geringen Frequenzen die lokale Auflösung für Defekte oder Inhomogenitäten im untersuchten Werkstoff sinken.

	==Ankopplung==		==Ankopplung==

	Grundsätzlich existieren in Analogie zur [[Ultraschall-Direktankopplung\|Direktankopplung des Ultraschalls]] an Prüfstücke auch verschiedene Arten der Luft-Ankopplung, um die z. B. elasto-mechanischen Eigenschaften bzw. Inhomogenitäten (Lunker, Einschlüsse oder [[Riss]]e) im Werkstoff zu ermitteln. Das sind natürlich das bekannte [[Ultraschall-Durchschallungs-Technik\|Durchschallungs-Verfahren]] und die bei metallischen Werkstoffen bevorzugte [[Ultraschall-Impuls-Echo-Technik\|Impuls-Echo-Prüfmethode]].<br>		Grundsätzlich existieren in Analogie zur [[Ultraschall-Direktankopplung\|Direktankopplung des Ultraschalls]] an Prüfstücke auch verschiedene Arten der Luft-Ankopplung, um die z. B. elasto-mechanischen Eigenschaften bzw. Inhomogenitäten (Lunker, Einschlüsse oder [[Riss]]e) im Werkstoff zu ermitteln. Das sind natürlich das bekannte [[Ultraschall-Durchschallungs-Technik\|Durchschallungs-Verfahren]] und die bei metallischen Werkstoffen bevorzugte [[Ultraschall-Impuls-Echo-Technik\|Impuls-Echo-Prüfmethode]].<br>
	Aufgrund der hohen Schallverluste wird bei der Prüfung mittels [[Luftultraschall\|Luft-Ultraschall]] zumeist mit dem Durchschallungsverfahren gearbeitet, damit die Schallstrecke im Prüfkörper nur einmal durchlaufen wird und so nur minimal zur gesamten Schalldämpfung beiträgt. ~~Die~~ Verwendung der [[Ultraschall-Impuls-Echo-Technik\|Impuls-Echo-Technik]] ~~erfordert zudem schalltechnisch identische~~ [[Ultraschall-Prüfköpfe\|~~Prüfköpfe~~]] ~~auf der Sender-~~ und ~~Empfängerseite als auch eine exakt senkrechte Ausrichtung der Prüfköpfe in der akustischen Achse~~. Speziell bei geometrisch komplexen [[Kunststoffbauteil]]en stellt das auch bei Verwendung von geeigneter Robotertechnik ein großes Problem dar. Aufgrund dessen ist das Durchschallungsverfahren ('''Bild 1''') seit Jahren Stand der Technik und wird auch erfolgreich bei [[Kunststoffe]]n und Composite-Werkstoffen angewandt.		Aufgrund der hohen Schallverluste wird bei der Prüfung mittels [[Luftultraschall\|Luft-Ultraschall]] zumeist mit dem Durchschallungsverfahren gearbeitet, damit die Schallstrecke im Prüfkörper nur einmal durchlaufen wird und so nur minimal zur gesamten Schalldämpfung beiträgt. Dagegen stellt die Verwendung der [[Ultraschall-Impuls-Echo-Technik\|Impuls-Echo-Technik]] wesentlich höhere Anforderungen an die [[Ultraschall-Prüfköpfe\|Prüfkopf-]] und Verstärkertechnik. Speziell bei geometrisch komplexen [[Kunststoffbauteil]]en stellt das auch bei Verwendung von geeigneter Robotertechnik ein großes Problem dar. Aufgrund dessen ist das Durchschallungsverfahren ('''Bild 1''') seit Jahren Stand der Technik und wird auch erfolgreich bei [[Kunststoffe]]n und Composite-Werkstoffen angewandt.

	[[Datei:Luftultraschall_Geraetetechnik-1.jpg\|300px]]		[[Datei:Luftultraschall_Geraetetechnik-1.jpg\|300px]]
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	==Merkmale der Luftultraschall-Messsysteme==		==Merkmale der Luftultraschall-Messsysteme==

	Luftultraschall-Prüfsysteme arbeiten generell mit vergleichsweise tiefen Frequenzen, die in Luft einer geringeren Dämpfung unterliegen. Der Unterschied in den Messfrequenzen zu den Kontakt- oder [[Ultraschall-Tauchbad-Prüfköpfe\|Tauchtechnikprüfköpfen]] beträgt dabei ca. eine Größenordnung. Entsprechend der Frequenz und Wellenlänge ergibt sich natürlich eine geringere Auflösung in der Defektoskopie und bei der Beurteilung von [[Oberfläche]]n. Um diesem Effekt entgegenzuwirken, existieren verschiedene Ansätze, die meist miteinander kombiniert angewendet werden:		Luftultraschall-Prüfsysteme arbeiten generell mit vergleichsweise tiefen Frequenzen von weniger als 100 kHz, die in Luft einer geringeren Dämpfung unterliegen. Der Unterschied in den Messfrequenzen zu den Kontakt- oder [[Ultraschall-Tauchbad-Prüfköpfe\|Tauchtechnikprüfköpfen]] beträgt dabei ca. eine Größenordnung. Entsprechend der Frequenz und der Wellenlänge ergibt sich natürlich eine geringere Auflösung in der Defektoskopie und bei der Beurteilung von [[Oberfläche]]n. Um diesem Effekt entgegenzuwirken, existieren verschiedene Ansätze, die meist miteinander kombiniert angewendet werden:

	* hohe Einschallleistung,		* hohe Einschallleistung,
	* Anregung mit Burstsignalen und		* Anregung mit Burstsignalen
			* Kombination mehrerer [[Piezokeramik\|Piezoelemente]] in einem Prüfkörper (Fokussierung) und
	* schmalbandig konzipierte Ausgangsverstärker.		* schmalbandig konzipierte Ausgangsverstärker.

	Mit einer höheren Einschallleistung wird die Intensität des Ultraschallsignals vergrößert. Damit auch möglichst viel an Intensität in das Prüfmaterial übertragen wird, wird meistens mit Burst- bzw. Rechteck-Impulsen angeregt. Damit wird jedoch eine Begrenzung des Frequenzbandes bewirkt, weshalb die Burstsignale auf die Mess- und Verstärkertechnik abgestimmt sein müssen. Der Ausgangsverstärker wird deshalb relativ schmalbandig ausgelegt, womit eine verhältnismäßig hohe Signalamplitude erzeugt werden kann.		Mit einer höheren Einschallleistung wird die Intensität des Ultraschallsignals vergrößert. Damit auch möglichst viel an Intensität in das Prüfmaterial übertragen wird, wird meistens mit Burst- bzw. Rechteck-Impulsen angeregt. Damit wird jedoch eine Begrenzung des Frequenzbandes bewirkt, weshalb die Burstsignale auf die Mess- und Verstärkertechnik abgestimmt sein müssen. Der Ausgangsverstärker wird deshalb relativ schmalbandig ausgelegt, womit eine verhältnismäßig hohe Signalamplitude erzeugt werden kann.

	Aufgrund der spezifischen Anforderungen und der aufwendigen Messtechnik ist eine Luft-Ultraschallmessung derzeit nur im Labor sinnvoll, allerdings noch nicht auf Basis eines mobilen Gerätes möglich.		Aufgrund der spezifischen Anforderungen und der aufwendigen Messtechnik ist eine Luft-Ultraschallmessung derzeit nur im Labor oder in der online-Qualitätssicherung sinnvoll, allerdings noch nicht auf Basis eines mobilen Gerätes möglich.

	==Beispiele für Luft-Ultraschall-Messsysteme==		==Beispiele für Luft-Ultraschall-Messsysteme==

	Die [https://www.hs-merseburg.de/ Hochschule Merseburg] verfügt über ein Luftultraschall-Messsystem ('''Bild 3'''), das in Zusammenarbeit mit dem [http://www.fz-u.de/ Forschungszentrum Ultraschall (FZU) gGmbH] und der [https://www.sonotec.de/ Fa. Sonotec Ultraschallsensorik GmbH Halle] im Rahmen eines BMBF-Verbundprojektes entstand und gegenwärtig weiterentwickelt wird [3, 4].		Die [https://www.hs-merseburg.de/ Hochschule Merseburg] verfügt über ein Luftultraschall-Messsystem ('''Bild 3'''), das in Zusammenarbeit mit der [https://www.polymerservice-merseburg.de/ Polymer Service GmbH Merseburg] und dem [http://www.fz-u.de/ Forschungszentrum Ultraschall (FZU) gGmbH] und der [https://www.sonotec.de/ Fa. Sonotec Ultraschallsensorik GmbH Halle] im Rahmen eines BMBF-Verbundprojektes entstand und gegenwärtig weiterentwickelt wird [3, 4].

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	Dieses Messsystem, welches als Demonstrator entwickelt wurde, arbeitet im [[Ultraschall-Durchschallungs-Technik\|Durchschallungsverfahren]] mit zweikanaligen ~~400 kHz~~-Prüfköpfen, die an einen ISEL-Manipulator (Roboter) montiert sind. Verschiedene Ultraschallbilder ([[A-Bild-Technik\|A-Bild]], [[B-Bild-Technik\|B-Bild]], [[C-Bild-Technik\|C-Bild]] und [[F-Bild-Technik\|F-Bild]]) können mit dem System generiert werden, um damit Fehler zu detektieren und die Messergebnisse zu interpretieren ('''Bild 4''').		Dieses Messsystem, welches als Demonstrator entwickelt wurde, arbeitet im [[Ultraschall-Durchschallungs-Technik\|Durchschallungsverfahren]] mit zweikanaligen 400 kHz-Prüfköpfen, die an einen ISEL-Manipulator (Roboter) montiert sind. Verschiedene Ultraschallbilder ([[A-Bild-Technik\|A-Bild]], [[B-Bild-Technik\|B-Bild]], [[C-Bild-Technik\|C-Bild]] und [[F-Bild-Technik\|F-Bild]]) können mit dem System generiert werden, um damit Fehler zu detektieren und die Messergebnisse zu interpretieren ('''Bild 4''').

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	Die [https://www.sonotec.de/ Fa. Sonotec Ultraschalltechnik GmbH, Halle], hat die Luftultraschall-Prüfanlage ~~Sonoair~~ auf dem Markt eingeführt, welche vor allem für stark schallschwächende Werkstoffe ausgelegt ist.<br>		Die [https://www.sonotec.de/ Fa. Sonotec Ultraschalltechnik GmbH, Halle], hat die Luftultraschall-Prüfanlage SONOAIR auf dem Markt eingeführt, welche vor allem für stark schallschwächende Werkstoffe ausgelegt ist.<br>
	~~Das~~ [https://www.hillger-ndt.de/ ~~Ingenieurbüro Dr.~~ Hillger~~, Braunschweig~~], war einer der ersten Produzenten von kommerziellen Luftultraschall-Messsystemen und bietet entsprechende Systeme seiner ~~Airtech~~-Produktfamilie auf dem Markt an.		Die [https://www.hillger-ndt.de/de/ Hillger NDT GmbH], war einer der ersten Produzenten von kommerziellen Luftultraschall-Messsystemen und bietet entsprechende Systeme seiner AIRTECH-Produktfamilie auf dem Markt an.

	[[Kategorie:Akustische Prüfverfahren Ultraschall]]		[[Kategorie:Akustische Prüfverfahren Ultraschall]]

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	Die [[Werkstoffprüfung]] mit [[Ultraschallprüfung\|Ultraschall]] ist ein technologisch eingeführtes traditionelles [[Zerstörungsfreie_Prüfung_(ZfP)\|zerstörungsfreies Prüfverfahren]]. Es findet Anwendung vor allem in der Schweißnahtprüfung, Defektoskopie und [[Ultraschall-Wanddickenmessung\|Wanddickencharakterisierung]] als auch der Qualitätssicherung von [[Kunststoffbauteil\|Bauteilen]] der Automobil- und Luftfahrtindustrie neben der Untersuchung der mechanisch-elastischen Eigenschaften von Werkstoffen. Speziell bei Nutzung von mobilen Gerätetechniken wird mit der Kontaktkopplung gearbeitet, die allerdings nicht für jedes Material geeignet ist [1].<br>		Die [[Werkstoffprüfung]] mit [[Ultraschallprüfung\|Ultraschall]] ist ein technologisch eingeführtes traditionelles [[Zerstörungsfreie_Prüfung_(ZfP)\|zerstörungsfreies Prüfverfahren]]. Es findet Anwendung vor allem in der Schweißnahtprüfung, Defektoskopie und [[Ultraschall-Wanddickenmessung\|Wanddickencharakterisierung]] als auch der Qualitätssicherung von [[Kunststoffbauteil\|Bauteilen]] der Automobil- und Luftfahrtindustrie neben der Untersuchung der mechanisch-elastischen Eigenschaften von Werkstoffen. Speziell bei Nutzung von mobilen Gerätetechniken wird mit der Kontaktkopplung gearbeitet, die allerdings nicht für jedes Material geeignet ist [1].<br>
	In Laboratorien ist das [[Ultraschall-Tauchbad-Technik\|Ultraschall-Tauchtechnikverfahren]] üblich, um die Auflösung der zu untersuchenden Objekte wesentlich zu verbessern und flächige Scans durchzuführen, womit ein akustisches Gesamtbild vom [[Prüfkörper]] oder Bauteil erstellt werden kann (siehe: [[Bildgebende Ultraschallprüfung]]). Es existieren auch weitere mobile Verfahren für die Defektoskopie von Bauteilen, wie z. B. die Ultraschall-Squirtertechnik oder die Tauchbadtechnik (siehe: [[Ultraschall-Tauchbad-Prüfköpfe]]) [2], mit denen auch komplexe Bauteilgeometrien auf Fehler untersucht werden können.<br>		In Laboratorien ist das [[Ultraschall-Tauchbad-Technik\|Ultraschall-Tauchtechnikverfahren]] üblich, um die Auflösung der zu untersuchenden Objekte wesentlich zu verbessern und flächige Scans durchzuführen, womit ein akustisches Gesamtbild vom [[Prüfkörper]] oder Bauteil erstellt werden kann (siehe: [[Bildgebende Ultraschallprüfung]]). Es existieren auch weitere mobile Verfahren für die Defektoskopie von Bauteilen, wie z. B. die Ultraschall-[[Squirter-Technik\|Squirtertechnik]] oder die Tauchbadtechnik (siehe: [[Ultraschall-Tauchbad-Prüfköpfe]]) [2], mit denen auch komplexe Bauteilgeometrien auf Fehler untersucht werden können.<br>
	Ein wesentlicher Vorteil zu diesen herkömmlichen [[Ultraschallprüfung\|Ultraschallmessverfahren]], die eine Einkopplung des Ultraschalls über ein Koppelmittel, Wasser oder Wasserdampf erfordern, ist die Ankopplung des Prüfkörpers über eine Luftstrecke. Diese als [[Luftultraschall\|Luft-Ultraschall]]-Messverfahren bekannte Prüfmethode arbeitet also koppelmittelfrei. Damit liegt kein direkter Kontakt vor, was einen Vorteil für koppelmittelempfindliche Prüfkörper oder Bauteile, also hydrophile Werkstoffe, darstellt. Ein ultraschalltechnisches Problem stellt jedoch die hohe Schalldämpfung der verwendeten Luft dar.<br>		Ein wesentlicher Vorteil zu diesen herkömmlichen [[Ultraschallprüfung\|Ultraschallmessverfahren]], die eine Einkopplung des Ultraschalls über ein Koppelmittel, Wasser oder Wasserdampf erfordern, ist die Ankopplung des Prüfkörpers über eine Luftstrecke. Diese als [[Luftultraschall\|Luft-Ultraschall]]-Messverfahren bekannte Prüfmethode arbeitet also koppelmittelfrei. Damit liegt kein direkter Kontakt vor, was einen Vorteil für koppelmittelempfindliche Prüfkörper oder Bauteile, also hydrophile Werkstoffe, darstellt. Ein ultraschalltechnisches Problem stellt jedoch die hohe Schalldämpfung der verwendeten Luft dar.<br>
	Während das für geringe Auflösungen wie der Abstandsmessungen bei PKW kein Problem darstellt, sind in der [[Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP)\|zerstörungsfreien Werkstoffprüfung]] höhere Anforderungen vorhanden. Dieses wird gelöst, indem angepasste [[Ultraschall-Composite-Prüfköpfe\|Composite-Ultraschallprüfköpfe]] mit niedriger Sendefrequenz und einer speziellen Anpassungsschicht, einer geeigneten Anregung des Sendeimpulses und einer breitbandigen Verstärkertechnik eingesetzt werden. Dies hat natürlich zur Folge, dass bei geringen Frequenzen die lokale Auflösung für Defekte oder Inhomogenitäten im untersuchten Werkstoff sinken.		Während das für geringe Auflösungen wie der Abstandsmessungen bei PKW kein Problem darstellt, sind in der [[Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP)\|zerstörungsfreien Werkstoffprüfung]] höhere Anforderungen vorhanden. Dieses wird gelöst, indem angepasste [[Ultraschall-Composite-Prüfköpfe\|Composite-Ultraschallprüfköpfe]] mit niedriger Sendefrequenz und einer speziellen Anpassungsschicht, einer geeigneten Anregung des Sendeimpulses und einer breitbandigen Verstärkertechnik eingesetzt werden. Dies hat natürlich zur Folge, dass bei geringen Frequenzen die lokale Auflösung für Defekte oder Inhomogenitäten im untersuchten Werkstoff sinken.
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	==Ankopplung==		==Ankopplung==

	Grundsätzlich existieren in Analogie zur [[Ultraschall-Direktankopplung\|Direktankopplung des Ultraschalls]] an Prüfstücke auch verschiedene Arten der Luft-Ankopplung, um die z. B. elasto-mechanischen Eigenschaften bzw. Inhomogenitäten (Lunker, Einschlüsse oder [[Riss]]e) im Werkstoff zu ermitteln. Das sind natürlich das bekannte [[Ultraschall-Durchschallungs-Technik\|Durchschallungs-Verfahren]] und die bei metallischen Werkstoffen bevorzugte Impuls-Echo-Prüfmethode.<br>		Grundsätzlich existieren in Analogie zur [[Ultraschall-Direktankopplung\|Direktankopplung des Ultraschalls]] an Prüfstücke auch verschiedene Arten der Luft-Ankopplung, um die z. B. elasto-mechanischen Eigenschaften bzw. Inhomogenitäten (Lunker, Einschlüsse oder [[Riss]]e) im Werkstoff zu ermitteln. Das sind natürlich das bekannte [[Ultraschall-Durchschallungs-Technik\|Durchschallungs-Verfahren]] und die bei metallischen Werkstoffen bevorzugte [[Ultraschall-Impuls-Echo-Technik\|Impuls-Echo-Prüfmethode]].<br>
	Aufgrund der hohen Schallverluste wird bei der Prüfung mittels [[Luftultraschall\|Luft-Ultraschall]] zumeist mit dem Durchschallungsverfahren gearbeitet, damit die Schallstrecke im Prüfkörper nur einmal durchlaufen wird und so nur minimal zur gesamten Schalldämpfung beiträgt. Die Verwendung der [[Ultraschall-Impuls-Echo-Technik\|Impuls-Echo-Technik]] erfordert zudem schalltechnisch identische [[Ultraschall-Prüfköpfe\|Prüfköpfe]] auf der Sender- und Empfängerseite als auch eine exakt senkrechte Ausrichtung der Prüfköpfe in der akustischen Achse. Speziell bei geometrisch komplexen [[Kunststoffbauteil]]en stellt das auch bei Verwendung von ~~geeig-neter~~ Robotertechnik ein großes Problem dar. Aufgrund dessen ist das Durchschallungsverfahren ('''Bild 1''') seit Jahren Stand der Technik und wird auch erfolgreich bei [[Kunststoffe]]n und Composite-Werkstoffen angewandt.		Aufgrund der hohen Schallverluste wird bei der Prüfung mittels [[Luftultraschall\|Luft-Ultraschall]] zumeist mit dem Durchschallungsverfahren gearbeitet, damit die Schallstrecke im Prüfkörper nur einmal durchlaufen wird und so nur minimal zur gesamten Schalldämpfung beiträgt. Die Verwendung der [[Ultraschall-Impuls-Echo-Technik\|Impuls-Echo-Technik]] erfordert zudem schalltechnisch identische [[Ultraschall-Prüfköpfe\|Prüfköpfe]] auf der Sender- und Empfängerseite als auch eine exakt senkrechte Ausrichtung der Prüfköpfe in der akustischen Achse. Speziell bei geometrisch komplexen [[Kunststoffbauteil]]en stellt das auch bei Verwendung von geeigneter Robotertechnik ein großes Problem dar. Aufgrund dessen ist das Durchschallungsverfahren ('''Bild 1''') seit Jahren Stand der Technik und wird auch erfolgreich bei [[Kunststoffe]]n und Composite-Werkstoffen angewandt.

	[[Datei:Luftultraschall_Geraetetechnik-1.jpg\|300px]]		[[Datei:Luftultraschall_Geraetetechnik-1.jpg\|300px]]
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	Die [https://www.sonotec.de/ Fa. Sonotec Ultraschalltechnik GmbH, Halle], hat die Luftultraschall-Prüfanlage Sonoair auf dem Markt eingeführt, welche vor allem für stark schallschwächende Werkstoffe ausgelegt ist.<br>		Die [https://www.sonotec.de/ Fa. Sonotec Ultraschalltechnik GmbH, Halle], hat die Luftultraschall-Prüfanlage Sonoair auf dem Markt eingeführt, welche vor allem für stark schallschwächende Werkstoffe ausgelegt ist.<br>
	Das [~~http~~://www.dr-hillger.de/~~Ing.-Büro~~ Dr. Hillger, Braunschweig], war einer der ersten Produzenten von kommerziellen Luftultraschall-Messsystemen und bietet entsprechende Systeme seiner Airtech-Produktfamilie auf dem Markt an.		Das [https://www.dr-hillger.de/ Ingenieurbüro Dr. Hillger, Braunschweig], war einer der ersten Produzenten von kommerziellen Luftultraschall-Messsystemen und bietet entsprechende Systeme seiner Airtech-Produktfamilie auf dem Markt an.

	[[Kategorie:Akustische Prüfverfahren Ultraschall]]		[[Kategorie:Akustische Prüfverfahren Ultraschall]]