Ultraschall-Composite-Prüfköpfe - Versionsgeschichte

Oluschinski am 11. September 2025 um 12:20 Uhr

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	Bei der Auswertung mit dem Verfahren „FreqScan“ der [[~~PSM\|~~Polymer Service GmbH Merseburg]] wird bei dem Normal-Prüfkopf ein wesentlich stärkeres Einschwingverhalten ('''Bild 2a''') bei geringerer Empfindlichkeit bzw. Auflösung beobachtet. Die breitbandigen Composite-Prüfköpfe eignen sich insbesondere zur Prüfung von [[Kunststoffe]]n, [[Kurzfaserverstärkte_Verbundwerkstoffe\|Verbundwerkstoffe]]n und anderen stark schallschwächenden oder streuenden Werkstoffen. Die Composite-Prüfköpfe können dabei eine bis zu 20 dB höhere Empfindlichkeit bei deutlich kürzeren Schallimpulsen aufweisen als [[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe\|Normal-Prüfköpfe]] mit konventioneller [[Piezokeramik]]. Aufgrund der geringen akustischen Impedanz sind Composite-Schwinger als Basis für Prüfköpfe mit Kunststoff-Vorlaufstrecken, wie [[Ultraschall-Sende(S)-Empfänger(E)-Prüfköpfe\|Sender (S)-Empfänger (E)-Prüfköpfe]] oder [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe\|Winkel-Prüfköpfe]] als auch [[Ultraschall-Tauchbad-Prüfköpfe\|Tauchtechnik-Prüfköpfe]], besonders gut geeignet.		Bei der Auswertung mit dem Verfahren „FreqScan“ der [[Polymer Service GmbH Merseburg]] wird bei dem Normal-Prüfkopf ein wesentlich stärkeres Einschwingverhalten ('''Bild 2a''') bei geringerer Empfindlichkeit bzw. Auflösung beobachtet. Die breitbandigen Composite-Prüfköpfe eignen sich insbesondere zur Prüfung von [[Kunststoffe]]n, [[Kurzfaserverstärkte_Verbundwerkstoffe\|Verbundwerkstoffe]]n und anderen stark schallschwächenden oder streuenden Werkstoffen. Die Composite-Prüfköpfe können dabei eine bis zu 20 dB höhere Empfindlichkeit bei deutlich kürzeren Schallimpulsen aufweisen als [[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe\|Normal-Prüfköpfe]] mit konventioneller [[Piezokeramik]]. Aufgrund der geringen akustischen Impedanz sind Composite-Schwinger als Basis für Prüfköpfe mit Kunststoff-Vorlaufstrecken, wie [[Ultraschall-Sende(S)-Empfänger(E)-Prüfköpfe\|Sender (S)-Empfänger (E)-Prüfköpfe]] oder [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe\|Winkel-Prüfköpfe]] als auch [[Ultraschall-Tauchbad-Prüfköpfe\|Tauchtechnik-Prüfköpfe]], besonders gut geeignet.

	==Siehe auch==		==Siehe auch==

Loeffler-Kamann am 4. Juni 2025 um 12:07 Uhr

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	Bei der Auswertung mit dem Verfahren „FreqScan“ der [[PSM\|Polymer Service GmbH Merseburg]] wird bei dem Normal-Prüfkopf ein wesentlich stärkeres Einschwingverhalten ('''Bild 2a''') bei geringerer Empfindlichkeit bzw. Auflösung beobachtet. Die breitbandigen Composite-Prüfköpfe eignen sich insbesondere zur Prüfung von [[Kunststoffe]]n, [[Kurzfaserverstärkte_Verbundwerkstoffe\|Verbundwerkstoffe]]n und anderen stark schallschwächenden oder streuenden Werkstoffen. Die Composite-Prüfköpfe können dabei eine bis zu 20 dB höhere Empfindlichkeit bei deutlich kürzeren Schallimpulsen aufweisen als [[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe\|Normal-Prüfköpfe]] mit konventioneller [[Piezokeramik]]. Aufgrund der geringen akustischen Impedanz sind Composite-Schwinger als Basis für Prüfköpfe mit Kunststoff-Vorlaufstrecken, wie [[Ultraschall-Sende(S)-Empfänger(E)-Prüfköpfe\|Sender (S)-Empfänger (E)-Prüfköpfe]] oder [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe\|Winkel-Prüfköpfe]] als auch Tauchtechnik-Prüfköpfe, besonders gut geeignet.		Bei der Auswertung mit dem Verfahren „FreqScan“ der [[PSM\|Polymer Service GmbH Merseburg]] wird bei dem Normal-Prüfkopf ein wesentlich stärkeres Einschwingverhalten ('''Bild 2a''') bei geringerer Empfindlichkeit bzw. Auflösung beobachtet. Die breitbandigen Composite-Prüfköpfe eignen sich insbesondere zur Prüfung von [[Kunststoffe]]n, [[Kurzfaserverstärkte_Verbundwerkstoffe\|Verbundwerkstoffe]]n und anderen stark schallschwächenden oder streuenden Werkstoffen. Die Composite-Prüfköpfe können dabei eine bis zu 20 dB höhere Empfindlichkeit bei deutlich kürzeren Schallimpulsen aufweisen als [[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe\|Normal-Prüfköpfe]] mit konventioneller [[Piezokeramik]]. Aufgrund der geringen akustischen Impedanz sind Composite-Schwinger als Basis für Prüfköpfe mit Kunststoff-Vorlaufstrecken, wie [[Ultraschall-Sende(S)-Empfänger(E)-Prüfköpfe\|Sender (S)-Empfänger (E)-Prüfköpfe]] oder [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe\|Winkel-Prüfköpfe]] als auch [[Ultraschall-Tauchbad-Prüfköpfe\|Tauchtechnik-Prüfköpfe]], besonders gut geeignet.

			==Siehe auch==
			*[[Ultraschallprüfung]]
			*[[Ultraschall-Elastische Kennwerte]]
			*[[Ultraschall-Gruppenstrahler-Prüfköpfe]]
			*[[Ultraschall-Tauchbad-Technik]]


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	\|Ultraschallprüfköpfe und -sensoren, Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS [https://www.ikts.fraunhofer.de/en/industrial_solutions/ultrasound/ultrasonic_probes_sensors.html https://www.ikts.fraunhofer.de/en/industrial_solutions/ultrasound/ultrasonic_probes_sensors.html] (Zugriff am 06.02.~~2023~~)		\|Ultraschallprüfköpfe und -sensoren, Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS [https://www.ikts.fraunhofer.de/en/industrial_solutions/ultrasound/ultrasonic_probes_sensors.html https://www.ikts.fraunhofer.de/en/industrial_solutions/ultrasound/ultrasonic_probes_sensors.html] (Zugriff am 21.10.2024)
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	\|Bühling, L., Hillger, W., Ilse, D.: Modulare Ultraschallprüfsysteme für Forschung, Entwicklung und Qualitätssicherung. DGZfP-Jahrestagung 2.–4.05.2005, [http://www.ndt.net/article/dgzfp05/v01.pdf http://www.ndt.net/article/dgzfp05/v01.pdf] (Zugriff am 06.05.~~2023~~)		\|Bühling, L., Hillger, W., Ilse, D.: Modulare Ultraschallprüfsysteme für Forschung, Entwicklung und Qualitätssicherung. DGZfP-Jahrestagung 2.–4.05.2005, [http://www.ndt.net/article/dgzfp05/v01.pdf http://www.ndt.net/article/dgzfp05/v01.pdf] (Zugriff am 21.10.2024)
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Oluschinski am 4. August 2023 um 10:51 Uhr

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	\|Bühling, L., Hillger, W., Ilse, D.: Modulare Ultraschallprüfsysteme für Forschung, Entwicklung und Qualitätssicherung. DGZfP-Jahrestagung 2.–4.05.2005, [http://www.ndt.net/article/dgzfp05/v01.pdf http://www.ndt.net/article/dgzfp05/v01.pdf] (Zugriff am 09.05.~~2022~~)		\|Bühling, L., Hillger, W., Ilse, D.: Modulare Ultraschallprüfsysteme für Forschung, Entwicklung und Qualitätssicherung. DGZfP-Jahrestagung 2.–4.05.2005, [http://www.ndt.net/article/dgzfp05/v01.pdf http://www.ndt.net/article/dgzfp05/v01.pdf] (Zugriff am 06.05.2023)
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	\|Sirch, C., Oluschinski, A., Bierögel, C., [[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]], Rufke, B., zur Horst-Meyer. S.: Ultraschall-Untersuchungen an Grenzflächen in GFK-Thermoplast-Verbunden. Tagungsband 12. Internationale Fachtagung "Polymerwerkstoffe 2006", 27.–29.09.2006, Halle/Saale		\|Sirch, C., Oluschinski, A., [[Bierögel, Christian\|Bierögel, C.]], [[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]], Rufke, B., zur Horst-Meyer. S.: Ultraschall-Untersuchungen an Grenzflächen in GFK-Thermoplast-Verbunden. Tagungsband 12. Internationale Fachtagung "Polymerwerkstoffe 2006", 27.–29.09.2006, Halle/Saale
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	[[Kategorie:Akustische Prüfverfahren Ultraschall]]		[[Kategorie:Akustische Prüfverfahren Ultraschall]]

Oluschinski am 28. November 2022 um 13:24 Uhr

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	\|Ultraschallprüfköpfe und -sensoren, Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS [https://www.ikts.fraunhofer.de/en/industrial_solutions/ultrasound/ultrasonic_probes_sensors.html https://www.ikts.fraunhofer.de/en/industrial_solutions/ultrasound/ultrasonic_probes_sensors.html] (Zugriff am 22.05.~~2019~~)		\|Ultraschallprüfköpfe und -sensoren, Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS [https://www.ikts.fraunhofer.de/en/industrial_solutions/ultrasound/ultrasonic_probes_sensors.html https://www.ikts.fraunhofer.de/en/industrial_solutions/ultrasound/ultrasonic_probes_sensors.html] (Zugriff am 09.05.2022)
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	\|Bühling, L., Hillger, W., Ilse, D.: Modulare Ultraschallprüfsysteme für Forschung, Entwicklung und Qualitätssicherung. DGZfP-Jahrestagung 2.–4.05.2005, [http://www.ndt.net/article/dgzfp05/v01.pdf http://www.ndt.net/article/dgzfp05/v01.pdf] (Zugriff am 05.~~03.2019~~)		\|Bühling, L., Hillger, W., Ilse, D.: Modulare Ultraschallprüfsysteme für Forschung, Entwicklung und Qualitätssicherung. DGZfP-Jahrestagung 2.–4.05.2005, [http://www.ndt.net/article/dgzfp05/v01.pdf http://www.ndt.net/article/dgzfp05/v01.pdf] (Zugriff am 09.05.2022)
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Oluschinski am 13. August 2019 um 08:48 Uhr

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	==Allgemeines==		==Allgemeines==

	[[Ultraschall-Prüfköpfe]], die sogenannte Composite-Schwinger enthalten, werden zunehmend in der prüftechnischen Praxis eingesetzt, falls eine geringe akustische Impedanz bei gleichzeitig hohem akustischem Wirkungsgrad für Dickenschwingungen erforderlich ist [~~1, 2−4~~]. Gleichzeitig weisen derartige Composite-Prüfköpfe eine niedrige Querkopplung und hohe innere Dämpfung bei ausreichender mechanischer [[Probennachgiebigkeit\|Steifigkeit]] und [[Festigkeit]] sowie hohe Flexibilität der [[Oberfläche]] auf [1], d. h. es existiert eine sehr gute Empfindlichkeit und Bedämpfung.		[[Ultraschall-Prüfköpfe]], die sogenannte Composite-Schwinger enthalten, werden zunehmend in der prüftechnischen Praxis eingesetzt, falls eine geringe akustische Impedanz bei gleichzeitig hohem akustischem Wirkungsgrad für Dickenschwingungen erforderlich ist [1−4]. Gleichzeitig weisen derartige Composite-Prüfköpfe eine niedrige Querkopplung und hohe innere Dämpfung bei ausreichender mechanischer [[Probennachgiebigkeit\|Steifigkeit]] und [[Festigkeit]] sowie hohe Flexibilität der [[Oberfläche]] auf [1], d. h. es existiert eine sehr gute Empfindlichkeit und Bedämpfung.

	==Auswahl geeigneter Ultraschallprüfköpfe==		==Auswahl geeigneter Ultraschallprüfköpfe==

	Da bei konventionellen Ultraschall-Prüfköpfen mit [[Piezokeramik]]en oder piezoelektrischen Polyvinylidendifluorid ([[Kurzzeichen]]: PVDF)-Folien (siehe auch: [[piezokeramischer Schwinger]]) eine hohe Bedämpfung bei geringer Empfindlichkeit vorliegt [5] oder bei Blei-Zirkonat-Titanat (PZT)-Piezokeramik-Prüfköpfen eine hohe Empfindlichkeit bei einer schwachen Bedämpfung vorhanden ist, ist die Wahl eines geeigneten Prüfkopfes für eine spezielle Prüfaufgabe infolge dieser gegenläufigen Tendenz immer ein Kompromiss [1, 6]. Insbesondere für die Volumenprüfung von schallschwächenden ([[Kunststoffe]]) oder schallstreuenden (gefüllte und [[Faserverstärkte Kunststoffe\|verstärkte Kunststoffe]]) [[Kunststoffbauteil\|Bauteilen]] inklusive der oberflächennahen Bereiche auf Fehlerfreiheit ist also eine hohe Amplitude der verwendeten Signale erforderlich, um eindeutig identifizierbare Fehler- oder Rückwandechos zu erhalten. Gleichzeitig ist eine hohe Messfrequenz mit kurzer Impulsdauer, d. h. hohe Bedämpfung, bei modifizierbarer Impulsfolgefrequenz notwendig, um kleine Fehler in der Nähe der [[Oberfläche]] (z. B. Poren) noch erfassen zu können [1].<br>		Da bei konventionellen Ultraschall-Prüfköpfen mit [[Piezokeramik]]en oder piezoelektrischen Polyvinylidendifluorid ([[Kurzzeichen]]: PVDF)-Folien (siehe auch: [[piezokeramischer Schwinger]]) eine hohe Bedämpfung bei geringer Empfindlichkeit vorliegt [5] oder bei Blei-Zirkonat-Titanat (PZT)-Piezokeramik-Prüfköpfen eine hohe Empfindlichkeit bei einer schwachen Bedämpfung vorhanden ist, ist die Wahl eines geeigneten Prüfkopfes für eine spezielle Prüfaufgabe infolge dieser gegenläufigen Tendenz immer ein Kompromiss [1, 6]. Insbesondere für die Volumenprüfung von schallschwächenden ([[Kunststoffe]]) oder schallstreuenden ([[Teilchengefüllte Kunststoffe\|gefüllte]] und [[Faserverstärkte Kunststoffe\|verstärkte Kunststoffe]]) [[Kunststoffbauteil\|Bauteilen]] inklusive der oberflächennahen Bereiche auf Fehlerfreiheit ist also eine hohe Amplitude der verwendeten Signale erforderlich, um eindeutig identifizierbare Fehler- oder Rückwandechos zu erhalten. Gleichzeitig ist eine hohe Messfrequenz mit kurzer Impulsdauer, d. h. hohe Bedämpfung, bei modifizierbarer Impulsfolgefrequenz notwendig, um kleine Fehler in der Nähe der [[Oberfläche]] (z. B. Poren) noch erfassen zu können [1].<br>

	==Piezo-Composite-Prüfköpfe==		==Piezo-Composite-Prüfköpfe==
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	\|~~ZfP~~-~~Wiki des Lehrstuhls für Zerstörungsfreie Prüfung~~, ~~München~~-~~Pasing~~ [~~http~~://~~zfp.cbm~~.~~bgu~~.~~tum~~.de/~~mediawiki~~/~~index~~.~~php/Ultraschallpr%C3%BCfk%C3%B6pfe http~~://~~zfp~~.~~cbm~~.~~bgu.tum~~.de/~~mediawiki~~/~~index~~.~~php/Ultraschallprüfköpfe~~] (Zugriff am 08.08.~~2017~~)		\|Ultraschallprüfköpfe und -sensoren, Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS [https://www.ikts.fraunhofer.de/en/industrial_solutions/ultrasound/ultrasonic_probes_sensors.html https://www.ikts.fraunhofer.de/en/industrial_solutions/ultrasound/ultrasonic_probes_sensors.html] (Zugriff am 22.05.2019)
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	\|Bühling, L., Hillger, W., Ilse, D.: Modulare Ultraschallprüfsysteme für Forschung, Entwicklung und Qualitätssicherung. DGZfP-Jahrestagung 2.-4.05.2005, [http://www.ndt.net/article/dgzfp05/v01.pdf http://www.ndt.net/article/dgzfp05/v01.pdf] (Zugriff am 19.10.~~2017~~)		\|Bühling, L., Hillger, W., Ilse, D.: Modulare Ultraschallprüfsysteme für Forschung, Entwicklung und Qualitätssicherung. DGZfP-Jahrestagung 2.–4.05.2005, [http://www.ndt.net/article/dgzfp05/v01.pdf http://www.ndt.net/article/dgzfp05/v01.pdf] (Zugriff am 05.03.2019)
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	\|Sirch, C., Oluschinski, A., Bierögel, C., Grellmann, W., Rufke, B., zur Horst-Meyer. S.: Ultraschall-Untersuchungen an Grenzflächen in GFK-Thermoplast-Verbunden. Tagungsband 12. Internationale Fachtagung "Polymerwerkstoffe 2006", 27.~~-29~~.09.2006, Halle/Saale		\|Sirch, C., Oluschinski, A., Bierögel, C., [[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]], Rufke, B., zur Horst-Meyer. S.: Ultraschall-Untersuchungen an Grenzflächen in GFK-Thermoplast-Verbunden. Tagungsband 12. Internationale Fachtagung "Polymerwerkstoffe 2006", 27.–29.09.2006, Halle/Saale
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	[[Kategorie:Akustische Prüfverfahren Ultraschall]]		[[Kategorie:Akustische Prüfverfahren Ultraschall]]

Reincke am 18. Dezember 2017 um 11:54 Uhr

2017-12-18T11:54:39Z

← Nächstältere Version		Version vom 18. Dezember 2017, 13:54 Uhr
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	\|width="50px"\|'''Bild 2''':		\|width="50px"\|'''Bild 2''':
	\|width="600px"\|[[HF-Bild]]er eines GFK mit 70 M.-% GF-Gewebe (UP-Harz Derakene 411) und einem Inliner aus PP mit (a) einem 2,25 MHz-Normal-Prüfkopf A 106S der Fa. Panametrics GmbH, Hofheim und (b) einem 1,0 MHz Composite-Prüfkopf der [http://www.sonotec.de/ Fa. ~~Sonotec~~ GmbH, Halle]		\|width="600px"\|[[HF-Bild]]er eines GFK mit 70 M.-% GF-Gewebe (UP-Harz Derakene 411) und einem Inliner aus PP mit (a) einem 2,25 MHz-Normal-Prüfkopf A 106S der Fa. Panametrics GmbH, Hofheim und (b) einem 1,0 MHz Composite-Prüfkopf der [http://www.sonotec.de/ Fa. SONOTEC Ultraschallsensorik Halle GmbH, Halle (Saale)]
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	Bei der Auswertung mit dem Verfahren ~~„FrequScan“~~ der [[PSM\|Polymer Service GmbH Merseburg]] wird bei dem Normal-Prüfkopf ein wesentlich stärkeres Einschwingverhalten ('''Bild 2a''') bei geringerer Empfindlichkeit bzw. Auflösung beobachtet. Die breitbandigen Composite-Prüfköpfe eignen sich insbesondere zur Prüfung von [[Kunststoffe]]n, [[Kurzfaserverstärkte_Verbundwerkstoffe\|Verbundwerkstoffe]]n und anderen stark schallschwächenden oder streuenden Werkstoffen. Die Composite-Prüfköpfe können dabei eine bis zu 20 dB höhere Empfindlichkeit bei deutlich kürzeren Schallimpulsen aufweisen als [[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe\|Normal-Prüfköpfe]] mit konventioneller [[Piezokeramik]]. Aufgrund der geringen akustischen Impedanz sind Composite-Schwinger als Basis für Prüfköpfe mit Kunststoff-Vorlaufstrecken, wie [[Ultraschall-Sende(S)-Empfänger(E)-Prüfköpfe\|Sender (S)-Empfänger (E)-Prüfköpfe]] oder [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe\|Winkel-Prüfköpfe]] als auch Tauchtechnik-Prüfköpfe, besonders gut geeignet.		Bei der Auswertung mit dem Verfahren „FreqScan“ der [[PSM\|Polymer Service GmbH Merseburg]] wird bei dem Normal-Prüfkopf ein wesentlich stärkeres Einschwingverhalten ('''Bild 2a''') bei geringerer Empfindlichkeit bzw. Auflösung beobachtet. Die breitbandigen Composite-Prüfköpfe eignen sich insbesondere zur Prüfung von [[Kunststoffe]]n, [[Kurzfaserverstärkte_Verbundwerkstoffe\|Verbundwerkstoffe]]n und anderen stark schallschwächenden oder streuenden Werkstoffen. Die Composite-Prüfköpfe können dabei eine bis zu 20 dB höhere Empfindlichkeit bei deutlich kürzeren Schallimpulsen aufweisen als [[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe\|Normal-Prüfköpfe]] mit konventioneller [[Piezokeramik]]. Aufgrund der geringen akustischen Impedanz sind Composite-Schwinger als Basis für Prüfköpfe mit Kunststoff-Vorlaufstrecken, wie [[Ultraschall-Sende(S)-Empfänger(E)-Prüfköpfe\|Sender (S)-Empfänger (E)-Prüfköpfe]] oder [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe\|Winkel-Prüfköpfe]] als auch Tauchtechnik-Prüfköpfe, besonders gut geeignet.


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	\|~~Lexikon der Ultraschallsensoren~~: [http://www.~~pulsotronic~~.de/~~index~~.~~php?option=com_content&view=category&id=305&Itemid=100582&lang=de~~ http://www.~~pulsotronic~~.de/~~index~~.~~php?option=com_content&view=category&id=305&Itemid=100582&lang=de~~] (Zugriff am 08.08.2017)		\|Bühling, L., Hillger, W., Ilse, D.: Modulare Ultraschallprüfsysteme für Forschung, Entwicklung und Qualitätssicherung. DGZfP-Jahrestagung 2.-4.05.2005, [http://www.ndt.net/article/dgzfp05/v01.pdf http://www.ndt.net/article/dgzfp05/v01.pdf] (Zugriff am 19.10.2017)
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	\|[9]		\|[9]
	\|Sirch, C., ~~Oluschinsky~~, A., Bierögel, C., Grellmann, W., Rufke, B., zur Horst-Meyer. S.: Ultraschall-Untersuchungen an Grenzflächen in GFK-Thermoplast-Verbunden. Tagungsband 12. Internationale Fachtagung "Polymerwerkstoffe 2006", 27.-29.09.2006, Halle/Saale		\|Sirch, C., Oluschinski, A., Bierögel, C., Grellmann, W., Rufke, B., zur Horst-Meyer. S.: Ultraschall-Untersuchungen an Grenzflächen in GFK-Thermoplast-Verbunden. Tagungsband 12. Internationale Fachtagung "Polymerwerkstoffe 2006", 27.-29.09.2006, Halle/Saale
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	[[Kategorie:Akustische Prüfverfahren Ultraschall]]		[[Kategorie:Akustische Prüfverfahren Ultraschall]]

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{{PSM_Infobox}}
Ultraschall-Composite-Prüfköpfe
__FORCETOC__
==Allgemeines==

[[Ultraschall-Prüfköpfe]], die sogenannte Composite-Schwinger enthalten, werden zunehmend in der prüftechnischen Praxis eingesetzt, falls eine geringe akustische Impedanz bei gleichzeitig hohem akustischem Wirkungsgrad für Dickenschwingungen erforderlich ist [1, 2−4]. Gleichzeitig weisen derartige Composite-Prüfköpfe eine niedrige Querkopplung und hohe innere Dämpfung bei ausreichender mechanischer [[Probennachgiebigkeit|Steifigkeit]] und [[Festigkeit]] sowie hohe Flexibilität der [[Oberfläche]] auf [1], d. h. es existiert eine sehr gute Empfindlichkeit und Bedämpfung.

==Auswahl geeigneter Ultraschallprüfköpfe==

Da bei konventionellen Ultraschall-Prüfköpfen mit [[Piezokeramik]]en oder piezoelektrischen Polyvinylidendifluorid ([[Kurzzeichen]]: PVDF)-Folien (siehe auch: [[piezokeramischer Schwinger]]) eine hohe Bedämpfung bei geringer Empfindlichkeit vorliegt [5] oder bei Blei-Zirkonat-Titanat (PZT)-Piezokeramik-Prüfköpfen eine hohe Empfindlichkeit bei einer schwachen Bedämpfung vorhanden ist, ist die Wahl eines geeigneten Prüfkopfes für eine spezielle Prüfaufgabe infolge dieser gegenläufigen Tendenz immer ein Kompromiss [1, 6]. Insbesondere für die Volumenprüfung von schallschwächenden ([[Kunststoffe]]) oder schallstreuenden (gefüllte und [[Faserverstärkte Kunststoffe|verstärkte Kunststoffe]]) [[Kunststoffbauteil|Bauteilen]] inklusive der oberflächennahen Bereiche auf Fehlerfreiheit ist also eine hohe Amplitude der verwendeten Signale erforderlich, um eindeutig identifizierbare Fehler- oder Rückwandechos zu erhalten. Gleichzeitig ist eine hohe Messfrequenz mit kurzer Impulsdauer, d. h. hohe Bedämpfung, bei modifizierbarer Impulsfolgefrequenz notwendig, um kleine Fehler in der Nähe der [[Oberfläche]] (z. B. Poren) noch erfassen zu können [1]. 

==Piezo-Composite-Prüfköpfe==

Als Resultat der prüftechnischen Anforderungen wurden die Composite-Schwinger zur Optimierung der piezoelektrischen Keramiken als Verbund aus einer polymeren Matrix und einer Piezokeramik entwickelt ('''Bild 1''').

[[Datei:Composite_Pruefkoepfe-1.JPG|200px]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 1''':
|width="600px"|Schematische von 1-3-Piezo-Composite-Prüfköpfen
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Dabei werden planparallel ausgerichtete hochverdichtete PZT-Keramikstäbchen zumeist in eine Epoxidharz ([[Kurzzeichen]]: EP)-Matrix eingebettet, wodurch eine vergleichsweise geringe [[Dichte]] und akustische Impedanz resultiert. Die zweidimensional angeordneten Sensorelemente (Keramikstäbchen) können einzeln oder in Gruppen senden und empfangen und erzeugen somit ein flächenhaftes Bild. Die Stäbchen müssen optimal mechanisch entkoppelt werden, um gegenseitige Beeinflussung zu verhindern. Die Composite-Prüfköpfe werden in der sogenannten Dice-and-Fill-Technik hergestellt, wobei orthogonale Schnitte in eine Scheibe aus Keramik bis in eine Tiefe von ca. 80 % gesägt werden, so dass ein feines Gitterfeld entsteht. Das als 1-3-Anordung bezeichnete Gitterfeld wird anschließend mit dem Gießharz ausgegossen, geschliffen und an den [[Oberfläche]]n kontaktiert. Die akustischen als auch mechanischen Eigenschaften derartiger Composite-Prüfköpfe hängen von den Keramikeigenschaften (siehe auch: [[Piezokeramik]]) aber maßgeblich auch von der Art des [[Kunststoffe]]s und dem Füllstoffgehalt (15–90 M.-%) ab [7]. Durch die relativ freie Auswahl der Kombination, der geometrischen Bedingungen und der Zwischenräume können diese Prüfköpfe gezielt modifiziert und an spezielle Prüfaufgaben angepasst werden. Falls sehr flexible Kunststoffe zur Füllung verwendet werden, kann der Schwinger auch so geformt werden, dass er an gekrümmte [[Oberfläche]]n von Prüfstücken angepasst werden kann. Gleichzeitig ist dadurch auch eine Fokussierung linien- oder punktförmiger Schwinger möglich [1]. Die Resonanzfrequenz derartige Prüfköpfe liegt im Maximum bei ca. 10 MHz allerdings mit einem sehr breitbandigem Frequenzgang, wobei üblicherweise Prüfköpfe mit 2 bis 5 MHz verwendet werden. Infolge der verwendeten [[Kunststoffe]] ist die Einsatztemperatur auf 100 °C beschränkt, kurzzeitig sind bis zu 150 °C möglich.

==Anwendung von Ultraschall-Composite-Prüfköpfen==

Composite-Prüfköpfe können für differierende Anwendungen in [[Ultraschall-Direktankopplung|Direktankopplung]], in der [[Ultraschall-Tauchbad-Technik|Tauchbad-Technik]] als auch bei Prüfungen mittels [[Luftultraschall]] eingesetzt werden, wobei dann aber eine Anpassung der Prüffrequenz zwingend erforderlich ist [8]. Bei einem Vergleich eines Composite- mit einem [[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe|Normal-Prüfkopf]] ('''Bild 2''') in Tauchbad-Technik mit einem Prüfsystem HFUS 2000 der Fa. Hillger, Braunschweig, an einem Verbund aus [[Faserverstärkte_Kunststoffe|GFK]] und Polypropylen ([[Kurzzeichen]]: PP) ist zu erkennen, dass infolge der höheren Bedämpfung des Composite-Prüfkopfs ('''Bild 2b''') trotz geringer Messfrequenz das Grenzflächen- und das Rückwandecho deutlicher detektierbar sind.

[[Datei:Composite_Pruefkoepfe-2.JPG|450px]]
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|width="50px"|'''Bild 2''':
|width="600px"|[[HF-Bild]]er eines GFK mit 70 M.-% GF-Gewebe (UP-Harz Derakene 411) und einem Inliner aus PP mit (a) einem 2,25 MHz-Normal-Prüfkopf A 106S der Fa. Panametrics GmbH, Hofheim und (b) einem 1,0 MHz Composite-Prüfkopf der [http://www.sonotec.de/ Fa. Sonotec GmbH, Halle]
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Bei der Auswertung mit dem Verfahren „FrequScan“ der [[PSM|Polymer Service GmbH Merseburg]] wird bei dem Normal-Prüfkopf ein wesentlich stärkeres Einschwingverhalten ('''Bild 2a''') bei geringerer Empfindlichkeit bzw. Auflösung beobachtet. Die breitbandigen Composite-Prüfköpfe eignen sich insbesondere zur Prüfung von [[Kunststoffe]]n, [[Kurzfaserverstärkte_Verbundwerkstoffe|Verbundwerkstoffe]]n und anderen stark schallschwächenden oder streuenden Werkstoffen. Die Composite-Prüfköpfe können dabei eine bis zu 20 dB höhere Empfindlichkeit bei deutlich kürzeren Schallimpulsen aufweisen als [[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe|Normal-Prüfköpfe]] mit konventioneller [[Piezokeramik]]. Aufgrund der geringen akustischen Impedanz sind Composite-Schwinger als Basis für Prüfköpfe mit Kunststoff-Vorlaufstrecken, wie [[Ultraschall-Sende(S)-Empfänger(E)-Prüfköpfe|Sender (S)-Empfänger (E)-Prüfköpfe]] oder [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe|Winkel-Prüfköpfe]] als auch Tauchtechnik-Prüfköpfe, besonders gut geeignet.

'''Literaturhinweise'''

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|[1]
|Splitt, G.: Prüfköpfe mit Composite-Schwingern − Ein Meilenstein für die Ultraschallprüfung. NDTnet 7 (1996) 1
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|[2]
|Gevatter, H.-J., Grünhaupt, U. (Hrsg.): Handbuch der Mess- und Automatisierungstechnik in der Produktion. Springer Verlag, Berlin, 2. Auflage (2006), (ISBN 978-3-540-21207-2)
|-valign="top"
|[3]
|ZfP-Wiki des Lehrstuhls für Zerstörungsfreie Prüfung, München-Pasing [http://zfp.cbm.bgu.tum.de/mediawiki/index.php/Ultraschallpr%C3%BCfk%C3%B6pfe http://zfp.cbm.bgu.tum.de/mediawiki/index.php/Ultraschallprüfköpfe] (Zugriff am 08.08.2017)
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|[4]
|Deutsch, V., Platte, M., Vogt, M.: Ultraschallprüfung – Grundlagen und industrielle Anwendungen. Springer Verlag, Berlin (2012), (ISBN 978-3-642-63864-0)
|-valign="top"
|[5]
|Schrüfer, E.: Elektrische Messtechnik. Carl Hanser Verlag, München, 9. Auflage 2007 (ISBN 978-3-446-40904-0)
|-valign="top"
|[6]
|Schuster, V., Lach, M., Platte, M.: Die Qual der Wahl: Welcher Prüfkopf für welchen Einsatz. DGZfP-Jahrestagung „Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung“ 2004, Salzburg, Österreich, Sonderdruck Karl Deutsch, SD 1/51
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|[7]
|Lerch, R., Sessler, F. M. Wolf, D: Technische Akustik: Grundlagen und Anwendungen. Springer Verlag, Berlin (2009), (ISBN 978-3-540-23430-2)
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|[8]
|Lexikon der Ultraschallsensoren: [http://www.pulsotronic.de/index.php?option=com_content&view=category&id=305&Itemid=100582&lang=de http://www.pulsotronic.de/index.php?option=com_content&view=category&id=305&Itemid=100582&lang=de] (Zugriff am 08.08.2017)
|-valign="top"
|[9]
|Sirch, C., Oluschinsky, A., Bierögel, C., Grellmann, W., Rufke, B., zur Horst-Meyer. S.: Ultraschall-Untersuchungen an Grenzflächen in GFK-Thermoplast-Verbunden. Tagungsband 12. Internationale Fachtagung "Polymerwerkstoffe 2006", 27.-29.09.2006, Halle/Saale
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[[Kategorie:Akustische Prüfverfahren Ultraschall]]