Ultraschall-Direktankopplung - Versionsgeschichte

Oluschinski am 9. Januar 2026 um 09:09 Uhr

2026-01-09T09:09:19Z

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			{{Language_sel\|LANG=eng\|ARTIKEL=Ultrasonic Direct Coupling}}
	{{PSM_Infobox}}		{{PSM_Infobox}}
	<span style="font-size:1.2em;font-weight:bold;">Ultraschall-Direktankopplung</span>		<span style="font-size:1.2em;font-weight:bold;">Ultraschall-Direktankopplung</span>

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

2025-06-04T12:12:25Z

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	Die Koppelmedien werden bei Direktankopplung unabhängig von der Art des [[Ultraschall-Prüfköpfe\|Prüfkopfs]] verwendet, wobei die [[Viskosität]] des Koppelmediums ein wichtiger Einflussfaktor ist, da Longitudinal- oder Transversalwellen differierende Impedanzanpassungen erfordern. Da geringe Luftspalten schon im Bereich von ca. 10 nm eine vollständige [[Reflexion Schallwellen\|Reflexion der Ultraschallwelle]] verursachen, kommt der Ankoppelschicht eine besondere Bedeutung zu, unabhängig von der Art des Prüfkopfs und den zu prüfenden Werkstoffen. Während bei Longitudinalwellen bevorzugt Wasser, Öl, niedrigviskoses Fett, Glyzerin oder spezielles Sonogel als Koppelmittel eingesetzt wird, werden bei Transversalwellen z. B. Pasten, Graphit, hochviskoses Fett, Gips oder auch Hydrogel verwendet. Die Dicke der Anpassungsschicht wird maßgeblich von der Qualität der zu prüfenden [[Oberfläche]] bestimmt, wobei die Koppeldicke d ungleich von (2 n+1) λ/4 sein sollte, da sonst ein Maximum der [[Reflexion Schallwellen\|Reflexion]] vorliegt. Werden Vorlaufstrecken in Form von Kunststoffkeilen verwendet, dann werden analoge Ankoppelmedien verwendet, die allerdings nicht bei erhöhten Temperaturen des Prüfobjekts verwendet werden können, da dann eine mögliche thermische Instabilität des Koppelmediums vorliegt. Der thermische Einfluss durch die Eigenschaften des Prüfstücks, des Koppelmediums und des Prüfkopfes inklusive seiner Vorlaufstrecke sind bei der Defektoskopie als auch der Wanddickenmessung grundsätzlich zu beachten [1, 2].		Die Koppelmedien werden bei Direktankopplung unabhängig von der Art des [[Ultraschall-Prüfköpfe\|Prüfkopfs]] verwendet, wobei die [[Viskosität]] des Koppelmediums ein wichtiger Einflussfaktor ist, da Longitudinal- oder Transversalwellen differierende Impedanzanpassungen erfordern. Da geringe Luftspalten schon im Bereich von ca. 10 nm eine vollständige [[Reflexion Schallwellen\|Reflexion der Ultraschallwelle]] verursachen, kommt der Ankoppelschicht eine besondere Bedeutung zu, unabhängig von der Art des Prüfkopfs und den zu prüfenden Werkstoffen. Während bei Longitudinalwellen bevorzugt Wasser, Öl, niedrigviskoses Fett, Glyzerin oder spezielles Sonogel als Koppelmittel eingesetzt wird, werden bei Transversalwellen z. B. Pasten, Graphit, hochviskoses Fett, Gips oder auch Hydrogel verwendet. Die Dicke der Anpassungsschicht wird maßgeblich von der Qualität der zu prüfenden [[Oberfläche]] bestimmt, wobei die Koppeldicke d ungleich von (2 n+1) λ/4 sein sollte, da sonst ein Maximum der [[Reflexion Schallwellen\|Reflexion]] vorliegt. Werden Vorlaufstrecken in Form von Kunststoffkeilen verwendet, dann werden analoge Ankoppelmedien verwendet, die allerdings nicht bei erhöhten Temperaturen des Prüfobjekts verwendet werden können, da dann eine mögliche thermische Instabilität des Koppelmediums vorliegt. Der thermische Einfluss durch die Eigenschaften des Prüfstücks, des Koppelmediums und des Prüfkopfes inklusive seiner Vorlaufstrecke sind bei der Defektoskopie als auch der Wanddickenmessung grundsätzlich zu beachten [1, 2].

			==Siehe auch==
			*[[Ultraschallprüfung]]
			*[[Ultraschall-Composite-Prüfköpfe]]
			*[[Ultraschalldoppelbrechung]]
			*[[Ultraschall-Elastische Kennwerte\|Ultraschall-Elastische Kenngrößen]]
			*[[Ultraschall-Tauchbad-Prüfköpfe]]

Oluschinski am 4. August 2023 um 10:51 Uhr

2023-08-04T10:51:38Z

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	\|Matthies, K~~. u. a~~.: Dickenmessung mit Ultraschall. DVS~~-Verlag~~ GmbH, Berlin, 2. Auflage, (1998), (ISBN 3-87155-940-7; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter M 44)		\|Matthies, K.: Dickenmessung mit Ultraschall. DVS Media GmbH, Berlin, 2. Auflage, (1998), (ISBN 3-87155-940-7; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter M 44)
	\|}		\|}

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

Oluschinski am 13. August 2019 um 08:48 Uhr

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	__FORCETOC__		__FORCETOC__
	==Ultraschall-Prüfköpfe und Prüfmethoden==		==Ultraschall-Prüfköpfe und Prüfmethoden==
	Die Applikation von [[Ultraschall-Prüfköpfe]]n direkt auf die [[Oberfläche]] von Prüfobjekten ist unabhängig von der Art des Prüfkopfes ([[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe\|Normal]]-, [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe\|Winkel]]-, [[Ultraschall-Sende(S)-Empfänger(E)-Prüfköpfe\|Sende (S)-Empfangs (E)]]- oder [[Ultraschall-Gruppenstrahler-Prüfköpfe\|Gruppenstrahler]] oder PA-Prüfkopf) und der eingesetzten Prüfmethode ([[Ultraschall-Durchschallungs-Technik\|Durchschallungs]]- oder [[Ultraschall-Impuls-Echo-Technik\|Impuls-Echo-Verfahren]]) die älteste Prüftechnik. Während bei dem [[Luftultraschall]]-Verfahren, der [[Ultraschall-Tauchbad-Technik\|Tauchbad]]- oder [[Squirter-Technik]] der direkte Kontakt mit dem Prüfobjekt vermieden wird und somit die Oberflächenstruktur einen vergleichsweise geringen Einfluss besitzt, sind bei der Direktankopplung diese Einflussfaktoren explizit zu beachten, um auswertbare Ultraschallanzeigen zu erhalten.		Die Applikation von [[Ultraschall-Prüfköpfe]]n direkt auf die [[Oberfläche]] von Prüfobjekten ist unabhängig von der Art des Prüfkopfes ([[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe\|Normal]]-, [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe\|Winkel]]-, [[Ultraschall-Sende(S)-Empfänger(E)-Prüfköpfe\|Sende (S)-Empfangs (E)]]- oder [[Ultraschall-Gruppenstrahler-Prüfköpfe\|Gruppenstrahler]] oder Phased Array (PA)-Prüfkopf) und der eingesetzten Prüfmethode ([[Ultraschall-Durchschallungs-Technik\|Durchschallungs]]- oder [[Ultraschall-Impuls-Echo-Technik\|Impuls-Echo-Verfahren]]) die älteste Prüftechnik. Während bei dem [[Luftultraschall]]-Verfahren, der [[Ultraschall-Tauchbad-Technik\|Tauchbad]]- oder [[Squirter-Technik]] der direkte Kontakt mit dem Prüfobjekt vermieden wird und somit die Oberflächenstruktur einen vergleichsweise geringen Einfluss besitzt, sind bei der Direktankopplung diese Einflussfaktoren explizit zu beachten, um auswertbare Ultraschallanzeigen zu erhalten.

	==Grundlagen der Direktankopplung==		==Grundlagen der Direktankopplung==

Reincke am 18. Dezember 2017 um 11:54 Uhr

2017-12-18T11:54:49Z

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	==Grundlagen der Direktankopplung==		==Grundlagen der Direktankopplung==

	Treffen Schallwellen von einem Normal-Prüfkopf senkrecht oder von einem Winkel-Prüfkopf schräg auf die [[Oberfläche]] eines Prüfobjekts auf, dann wird der Eintrag der Ultraschallenergie wesentlich vom Impedanzverhältnis zwischen Prüfkopfoberflächen und der Oberfläche des Prüfstücks beeinflusst, wobei hier auch die geometrischen Eigenschaften der Oberfläche (Rauheit, Korrosion und ~~Bearbeitungsriffen~~) einen Einfluss ausüben. Ein Teil des vom [[Piezokeramischer Schwinger\|Schwinger]] ausgesandten Ultraschalls wird in den Prüfkopf rückreflektiert und wird durch das Dämpfermaterial in seiner Intensität gemindert. Je nach Eigenschaften des Prüfkopfs (Medium 1) und des Prüfobjekts (Medium 2) dringt ein Teil der Welle in den zu prüfenden Werkstoff ein und ein anderer Teil wird ebenfalls in Richtung des Prüfkopf reflektiert. Diese Eigenschaft hängt auch vom Kontakt zwischen dem Prüfkopf und dem Prüfstück ab und wird durch den Reflexions- (R) und Transmissionsfaktor (T oder D) beschrieben. Im Fall der Nutzung eines Normal-Prüfkopfs beschreiben Gln. (1) und (2) das [[Transmission Schallwellen\|Transmissions]]- und [[Reflexion Schallwellen\|Reflexionsverhalten]] [1].		Treffen Schallwellen von einem Normal-Prüfkopf senkrecht oder von einem Winkel-Prüfkopf schräg auf die [[Oberfläche]] eines Prüfobjekts auf, dann wird der Eintrag der Ultraschallenergie wesentlich vom Impedanzverhältnis zwischen Prüfkopfoberflächen und der Oberfläche des Prüfstücks beeinflusst, wobei hier auch die geometrischen Eigenschaften der Oberfläche (Rauheit, Korrosion und Bearbeitungsriefen) einen Einfluss ausüben. Ein Teil des vom [[Piezokeramischer Schwinger\|Schwinger]] ausgesandten Ultraschalls wird in den Prüfkopf rückreflektiert und wird durch das Dämpfermaterial in seiner Intensität gemindert. Je nach Eigenschaften des Prüfkopfs (Medium 1) und des Prüfobjekts (Medium 2) dringt ein Teil der Welle in den zu prüfenden Werkstoff ein und ein anderer Teil wird ebenfalls in Richtung des Prüfkopf reflektiert. Diese Eigenschaft hängt auch vom Kontakt zwischen dem Prüfkopf und dem Prüfstück ab und wird durch den Reflexions- (R) und Transmissionsfaktor (T oder D) beschrieben. Im Fall der Nutzung eines Normal-Prüfkopfs beschreiben Gln. (1) und (2) das [[Transmission Schallwellen\|Transmissions]]- und [[Reflexion Schallwellen\|Reflexionsverhalten]] [1].

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	\|[1]		\|[1]
	\|Deutsch, V., Platte, M., Vogt, M.: Ultraschallprüfung – Grundlagen und industrielle Anwendungen. Springer Verlag, Berlin (~~2012~~), (ISBN ~~978~~-3-~~642~~-~~63864~~-0)		\|Deutsch, V., Platte, M., Vogt, M.: Ultraschallprüfung – Grundlagen und industrielle Anwendungen. Springer Verlag, Berlin (1997), (ISBN 3-540-62072-9; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter M 45)
	\|-valign="top"		\|-valign="top"
	\|[2]		\|[2]
	\|Matthies, K.: Dickenmessung mit Ultraschall. DVS-Verlag GmbH, Berlin, 2. Auflage, (1998), (ISBN 3-87155-940-7)		\|Matthies, K. u. a.: Dickenmessung mit Ultraschall. DVS-Verlag GmbH, Berlin, 2. Auflage, (1998), (ISBN 3-87155-940-7; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter M 44)
	\|}		\|}

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

Oluschinski am 15. August 2017 um 11:21 Uhr

2017-08-15T11:21:28Z

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	==Arten von Koppelmedien und Wirkung der Ankoppelschicht==		==Arten von Koppelmedien und Wirkung der Ankoppelschicht==

	~~Derartige~~ Koppelmedien werden bei Direktankopplung unabhängig von der Art des Prüfkopfs verwendet, wobei die Viskosität des Koppelmediums ein wichtiger Einflussfaktor ist, da Longitudinal- oder Transversalwellen differierende Impedanzanpassungen erfordern. Da geringe Luftspalten schon im Bereich von ca. 10 nm eine vollständige Reflexion der Ultraschallwelle verursachen, kommt der Ankoppelschicht eine besondere Bedeutung zu, unabhängig von der Art des Prüfkopfs und den zu prüfenden Werkstoffen. Während bei Longitudinalwellen bevorzugt Wasser, Öl, niedrigviskoses Fett, Glyzerin oder spezielles Sonogel als Koppelmittel eingesetzt wird, werden bei Transversalwellen z. B. Pasten, Graphit, hochviskoses Fett, Gips oder auch Hydrogel verwendet. Die Dicke der Anpassungsschicht wird maßgeblich von der Qualität der zu prüfenden [[Oberfläche]] bestimmt, wobei die Koppeldicke d ungleich von (2 n+1) λ/4 sein sollte, da sonst ein Maximum der [[Reflexion Schallwellen\|Reflexion]] vorliegt. Werden Vorlaufstrecken in Form von Kunststoffkeilen verwendet, dann werden analoge Ankoppelmedien verwendet, die allerdings nicht bei erhöhten Temperaturen des Prüfobjekts verwendet werden können, da dann eine mögliche thermische Instabilität des Koppelmediums vorliegt. Der thermische Einfluss durch die Eigenschaften des Prüfstücks, des Koppelmediums und des Prüfkopfes inklusive seiner Vorlaufstrecke sind bei der Defektoskopie als auch der Wanddickenmessung grundsätzlich zu beachten [1, 2].		Die Koppelmedien werden bei Direktankopplung unabhängig von der Art des [[Ultraschall-Prüfköpfe\|Prüfkopfs]] verwendet, wobei die [[Viskosität]] des Koppelmediums ein wichtiger Einflussfaktor ist, da Longitudinal- oder Transversalwellen differierende Impedanzanpassungen erfordern. Da geringe Luftspalten schon im Bereich von ca. 10 nm eine vollständige [[Reflexion Schallwellen\|Reflexion der Ultraschallwelle]] verursachen, kommt der Ankoppelschicht eine besondere Bedeutung zu, unabhängig von der Art des Prüfkopfs und den zu prüfenden Werkstoffen. Während bei Longitudinalwellen bevorzugt Wasser, Öl, niedrigviskoses Fett, Glyzerin oder spezielles Sonogel als Koppelmittel eingesetzt wird, werden bei Transversalwellen z. B. Pasten, Graphit, hochviskoses Fett, Gips oder auch Hydrogel verwendet. Die Dicke der Anpassungsschicht wird maßgeblich von der Qualität der zu prüfenden [[Oberfläche]] bestimmt, wobei die Koppeldicke d ungleich von (2 n+1) λ/4 sein sollte, da sonst ein Maximum der [[Reflexion Schallwellen\|Reflexion]] vorliegt. Werden Vorlaufstrecken in Form von Kunststoffkeilen verwendet, dann werden analoge Ankoppelmedien verwendet, die allerdings nicht bei erhöhten Temperaturen des Prüfobjekts verwendet werden können, da dann eine mögliche thermische Instabilität des Koppelmediums vorliegt. Der thermische Einfluss durch die Eigenschaften des Prüfstücks, des Koppelmediums und des Prüfkopfes inklusive seiner Vorlaufstrecke sind bei der Defektoskopie als auch der Wanddickenmessung grundsätzlich zu beachten [1, 2].


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	\|Matthies, K.: Dickenmessung mit Ultraschall. DVS-Verlag GmbH, Berlin, 2. Auflage, (1998), (ISBN 3-87155-940-7)		\|Matthies, K.: Dickenmessung mit Ultraschall. DVS-Verlag GmbH, Berlin, 2. Auflage, (1998), (ISBN 3-87155-940-7)
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			[[Kategorie:Akustische Prüfverfahren Ultraschall]]

Oluschinski am 23. Juni 2017 um 08:35 Uhr

2017-06-23T08:35:37Z

← Nächstältere Version		Version vom 23. Juni 2017, 10:35 Uhr
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			{{PSM_Infobox}}
	<span style="font-size:1.2em;font-weight:bold;">Ultraschall-Direktankopplung</span>		<span style="font-size:1.2em;font-weight:bold;">Ultraschall-Direktankopplung</span>
	__FORCETOC__		__FORCETOC__

Reincke am 3. Februar 2017 um 13:00 Uhr

2017-02-03T13:00:07Z

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	<span style="font-size:1.2em;font-weight:bold;">Ultraschall-Direktankopplung</span>		<span style="font-size:1.2em;font-weight:bold;">Ultraschall-Direktankopplung</span>
			__FORCETOC__
			==Ultraschall-Prüfköpfe und Prüfmethoden==
			Die Applikation von [[Ultraschall-Prüfköpfe]]n direkt auf die [[Oberfläche]] von Prüfobjekten ist unabhängig von der Art des Prüfkopfes ([[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe\|Normal]]-, [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe\|Winkel]]-, [[Ultraschall-Sende(S)-Empfänger(E)-Prüfköpfe\|Sende (S)-Empfangs (E)]]- oder [[Ultraschall-Gruppenstrahler-Prüfköpfe\|Gruppenstrahler]] oder PA-Prüfkopf) und der eingesetzten Prüfmethode ([[Ultraschall-Durchschallungs-Technik\|Durchschallungs]]- oder [[Ultraschall-Impuls-Echo-Technik\|Impuls-Echo-Verfahren]]) die älteste Prüftechnik. Während bei dem [[Luftultraschall]]-Verfahren, der [[Ultraschall-Tauchbad-Technik\|Tauchbad]]- oder [[Squirter-Technik]] der direkte Kontakt mit dem Prüfobjekt vermieden wird und somit die Oberflächenstruktur einen vergleichsweise geringen Einfluss besitzt, sind bei der Direktankopplung diese Einflussfaktoren explizit zu beachten, um auswertbare Ultraschallanzeigen zu erhalten.

	Die Applikation von [[Ultraschall-Prüfköpfe]]n direkt auf die [[Oberfläche]] von Prüfobjekten ist unabhängig von der Art des Prüfkopfes ([[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe\|Normal]]-, [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe\|Winkel]]-, [[Ultraschall-Sende(S)-Empfänger(E)-Prüfköpfe\|Sende (S)-Empfangs (E)]]- oder [[Ultraschall-Gruppenstrahler-Prüfköpfe\|Gruppenstrahler]] oder PA-Prüfkopf) und der eingesetzten Prüfmethode ([[Ultraschall-Durchschallungs-Technik\|Durchschallungs]]- oder [[Ultraschall-Impuls-Echo-Technik\|Impuls-Echo-Verfahren]]) die älteste Prüftechnik. Während bei dem [[Luftultraschall]]-Verfahren, der [[Ultraschall-Tauchbad-Technik\|Tauchbad]]- oder [[Squirter-Technik]] der direkte Kontakt mit dem Prüfobjekt vermieden wird und somit die Oberflächenstruktur einen vergleichsweise geringen Einfluss besitzt, sind bei der Direktankopplung ~~diese Einflussfaktoren explizit zu beachten, um auswertbare Ultraschallanzeigen zu erhalten.~~		==Grundlagen der Direktankopplung==

	Treffen Schallwellen von einem Normal-Prüfkopf senkrecht oder von einem Winkel-Prüfkopf schräg auf die [[Oberfläche]] eines Prüfobjekts auf, dann wird der Eintrag der Ultraschallenergie wesentlich vom Impedanzverhältnis zwischen Prüfkopfoberflächen und der Oberfläche des Prüfstücks beeinflusst, wobei hier auch die geometrischen Eigenschaften der Oberfläche (Rauheit, Korrosion und Bearbeitungsriffen) einen Einfluss ausüben. Ein Teil des vom [[Piezokeramischer Schwinger\|Schwinger]] ausgesandten Ultraschalls wird in den Prüfkopf rückreflektiert und wird durch das Dämpfermaterial in seiner Intensität gemindert. Je nach Eigenschaften des Prüfkopfs (Medium 1) und des Prüfobjekts (Medium 2) dringt ein Teil der Welle in den zu prüfenden Werkstoff ein und ein anderer Teil wird ebenfalls in Richtung des Prüfkopf reflektiert. Diese Eigenschaft hängt auch vom Kontakt zwischen dem Prüfkopf und dem Prüfstück ab und wird durch den Reflexions- (R) und Transmissionsfaktor (T oder D) beschrieben. Im Fall der Nutzung eines Normal-Prüfkopfs beschreiben Gln. (1) und (2) das [[Transmission Schallwellen\|Transmissions]]- und [[Reflexion Schallwellen\|Reflexionsverhalten]] [1].		Treffen Schallwellen von einem Normal-Prüfkopf senkrecht oder von einem Winkel-Prüfkopf schräg auf die [[Oberfläche]] eines Prüfobjekts auf, dann wird der Eintrag der Ultraschallenergie wesentlich vom Impedanzverhältnis zwischen Prüfkopfoberflächen und der Oberfläche des Prüfstücks beeinflusst, wobei hier auch die geometrischen Eigenschaften der Oberfläche (Rauheit, Korrosion und Bearbeitungsriffen) einen Einfluss ausüben. Ein Teil des vom [[Piezokeramischer Schwinger\|Schwinger]] ausgesandten Ultraschalls wird in den Prüfkopf rückreflektiert und wird durch das Dämpfermaterial in seiner Intensität gemindert. Je nach Eigenschaften des Prüfkopfs (Medium 1) und des Prüfobjekts (Medium 2) dringt ein Teil der Welle in den zu prüfenden Werkstoff ein und ein anderer Teil wird ebenfalls in Richtung des Prüfkopf reflektiert. Diese Eigenschaft hängt auch vom Kontakt zwischen dem Prüfkopf und dem Prüfstück ab und wird durch den Reflexions- (R) und Transmissionsfaktor (T oder D) beschrieben. Im Fall der Nutzung eines Normal-Prüfkopfs beschreiben Gln. (1) und (2) das [[Transmission Schallwellen\|Transmissions]]- und [[Reflexion Schallwellen\|Reflexionsverhalten]] [1].
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	Schallkennimpedanz W<sub>1</sub> = ρ<sub>1</sub> c<sub>L<sub>1</sub></sub> des Mediums 1<br>		Schallkennimpedanz W<sub>1</sub> = ρ<sub>1</sub> c<sub>L<sub>1</sub></sub> des Mediums 1<br>
	Schallkennimpedanz W<sub>2</sub> = ρ<sub>2</sub> c<sub>L<sub>2</sub></sub> des Mediums 2<br>		Schallkennimpedanz W<sub>2</sub> = ρ<sub>2</sub> c<sub>L<sub>2</sub></sub> des Mediums 2<br>
	Dichte ρ<sub>1/2</sub> des Mediums 1 oder 2<br>		[[Dichte]] ρ<sub>1/2</sub> des Mediums 1 oder 2<br>
	Longitudinalwellengeschwindigkeit c<sub>L<sub>1/2</sub></sub> des Mediums 1 oder 2<br>		Longitudinalwellengeschwindigkeit c<sub>L<sub>1/2</sub></sub> des Mediums 1 oder 2<br>

	Bei identischen Medien, d. h. W<sub>1</sub> = W<sub>2</sub>, wird R = 0 und T = 1, ist der Schalldurchtritt ungehindert, wogegen bei Reflexion am schallweichen Werkstoff eine Phasenumkehr auftritt und der Reflexionsfaktor hat dann ein negatives Vorzeichen. Voraussetzung ist jedoch ein ungehinderter Schalleintritt in das Medium 2 bzw. das Prüfobjekt, weshalb Koppelmedien, wie Wasser, Öl, Fett oder Sonogel, insbesondere bei schlechter Oberflächenqualität verwendet werden, da schon dünne Luftschichten die Einkopplung des Ultraschalls verhindern ('''Bild 1'''). Derartige Koppelmedien werden bei Direktankopplung unabhängig von der Art des Prüfkopfs verwendet, wobei die Viskosität des Koppelmediums ein wichtiger Einflussfaktor ist, da Longitudinal- oder Transversalwellen differierende Impedanzanpassungen erfordern. Da geringe Luftspalten schon im Bereich von ca. 10 nm eine vollständige Reflexion der Ultraschallwelle verursachen, kommt der Ankoppelschicht eine besondere Bedeutung zu, unabhängig von der Art des Prüfkopfs und den zu prüfenden Werkstoffen. Während bei Longitudinalwellen bevorzugt Wasser, Öl, niedrigviskoses Fett, Glyzerin oder spezielles Sonogel als Koppelmittel eingesetzt wird, werden bei Transversalwellen z. B. Pasten, Graphit, hochviskoses Fett, Gips oder auch Hydrogel verwendet. Die Dicke der Anpassungsschicht wird maßgeblich von der Qualität der zu prüfenden Oberfläche bestimmt, wobei die Koppeldicke d ungleich von (2 n+1) λ/4 sein sollte, da sonst ein Maximum der Reflexion vorliegt. Werden Vorlaufstrecken in Form von Kunststoffkeilen verwendet, dann werden analoge Ankoppelmedien verwendet, die allerdings nicht bei erhöhten Temperaturen des Prüfobjekts verwendet werden können, da dann eine mögliche thermische Instabilität des Koppelmediums vorliegt. Der thermische Einfluss durch die Eigenschaften des Prüfstücks, des Koppelmediums und des Prüfkopfes inklusive seiner Vorlaufstrecke sind bei der Defektoskopie als auch der Wanddickenmessung grundsätzlich zu beachten [1, 2].		Bei identischen Medien, d. h. W<sub>1</sub> = W<sub>2</sub>, wird R = 0 und T = 1, ist der Schalldurchtritt ungehindert, wogegen bei Reflexion am schallweichen Werkstoff eine Phasenumkehr auftritt und der Reflexionsfaktor hat dann ein negatives Vorzeichen. Voraussetzung ist jedoch ein ungehinderter Schalleintritt in das Medium 2 bzw. das Prüfobjekt, weshalb Koppelmedien, wie Wasser, Öl, Fett oder Sonogel, insbesondere bei schlechter Oberflächenqualität verwendet werden, da schon dünne Luftschichten die Einkopplung des Ultraschalls verhindern ('''Bild 1''').

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	\|width="600px"\|Direktankopplung von (a) Ultraschall-Winkel-, S/E- und Normal-Prüfkopf bei hoher Oberflächengüte und (b) Normal- und Winkel-Prüfkopf bei schlechter Oberflächenqualität		\|width="600px"\|Direktankopplung von (a) Ultraschall-Winkel-, S/E- und Normal-Prüfkopf bei hoher Oberflächengüte und (b) Normal- und Winkel-Prüfkopf bei schlechter Oberflächenqualität
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			==Arten von Koppelmedien und Wirkung der Ankoppelschicht==

			Derartige Koppelmedien werden bei Direktankopplung unabhängig von der Art des Prüfkopfs verwendet, wobei die Viskosität des Koppelmediums ein wichtiger Einflussfaktor ist, da Longitudinal- oder Transversalwellen differierende Impedanzanpassungen erfordern. Da geringe Luftspalten schon im Bereich von ca. 10 nm eine vollständige Reflexion der Ultraschallwelle verursachen, kommt der Ankoppelschicht eine besondere Bedeutung zu, unabhängig von der Art des Prüfkopfs und den zu prüfenden Werkstoffen. Während bei Longitudinalwellen bevorzugt Wasser, Öl, niedrigviskoses Fett, Glyzerin oder spezielles Sonogel als Koppelmittel eingesetzt wird, werden bei Transversalwellen z. B. Pasten, Graphit, hochviskoses Fett, Gips oder auch Hydrogel verwendet. Die Dicke der Anpassungsschicht wird maßgeblich von der Qualität der zu prüfenden [[Oberfläche]] bestimmt, wobei die Koppeldicke d ungleich von (2 n+1) λ/4 sein sollte, da sonst ein Maximum der [[Reflexion Schallwellen\|Reflexion]] vorliegt. Werden Vorlaufstrecken in Form von Kunststoffkeilen verwendet, dann werden analoge Ankoppelmedien verwendet, die allerdings nicht bei erhöhten Temperaturen des Prüfobjekts verwendet werden können, da dann eine mögliche thermische Instabilität des Koppelmediums vorliegt. Der thermische Einfluss durch die Eigenschaften des Prüfstücks, des Koppelmediums und des Prüfkopfes inklusive seiner Vorlaufstrecke sind bei der Defektoskopie als auch der Wanddickenmessung grundsätzlich zu beachten [1, 2].

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2017-02-03T12:20:56Z

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Ultraschall-Direktankopplung

Die Applikation von [[Ultraschall-Prüfköpfe]]n direkt auf die [[Oberfläche]] von Prüfobjekten ist unabhängig von der Art des Prüfkopfes ([[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe|Normal]]-, [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe|Winkel]]-, [[Ultraschall-Sende(S)-Empfänger(E)-Prüfköpfe|Sende (S)-Empfangs (E)]]- oder [[Ultraschall-Gruppenstrahler-Prüfköpfe|Gruppenstrahler]] oder PA-Prüfkopf) und der eingesetzten Prüfmethode ([[Ultraschall-Durchschallungs-Technik|Durchschallungs]]- oder [[Ultraschall-Impuls-Echo-Technik|Impuls-Echo-Verfahren]]) die älteste Prüftechnik. Während bei dem [[Luftultraschall]]-Verfahren, der [[Ultraschall-Tauchbad-Technik|Tauchbad]]- oder [[Squirter-Technik]] der direkte Kontakt mit dem Prüfobjekt vermieden wird und somit die Oberflächenstruktur einen vergleichsweise geringen Einfluss besitzt, sind bei der Direktankopplung diese Einflussfaktoren explizit zu beachten, um auswertbare Ultraschallanzeigen zu erhalten.

Treffen Schallwellen von einem Normal-Prüfkopf senkrecht oder von einem Winkel-Prüfkopf schräg auf die [[Oberfläche]] eines Prüfobjekts auf, dann wird der Eintrag der Ultraschallenergie wesentlich vom Impedanzverhältnis zwischen Prüfkopfoberflächen und der Oberfläche des Prüfstücks beeinflusst, wobei hier auch die geometrischen Eigenschaften der Oberfläche (Rauheit, Korrosion und Bearbeitungsriffen) einen Einfluss ausüben. Ein Teil des vom [[Piezokeramischer Schwinger|Schwinger]] ausgesandten Ultraschalls wird in den Prüfkopf rückreflektiert und wird durch das Dämpfermaterial in seiner Intensität gemindert. Je nach Eigenschaften des Prüfkopfs (Medium 1) und des Prüfobjekts (Medium 2) dringt ein Teil der Welle in den zu prüfenden Werkstoff ein und ein anderer Teil wird ebenfalls in Richtung des Prüfkopf reflektiert. Diese Eigenschaft hängt auch vom Kontakt zwischen dem Prüfkopf und dem Prüfstück ab und wird durch den Reflexions- (R) und Transmissionsfaktor (T oder D) beschrieben. Im Fall der Nutzung eines Normal-Prüfkopfs beschreiben Gln. (1) und (2) das [[Transmission Schallwellen|Transmissions]]- und [[Reflexion Schallwellen|Reflexionsverhalten]] [1].

{|
|-
|width="20px"|
|width="500px"|<math>R=\frac{W_{2}-W_{1}}{W_{2}+W_{1}}</math>
|(1)
|}

{|
|-
|width="20px"|
|width="500px"|<math>T=\frac{2 W_{2}}{W_{2}+W_{1}}</math>
|(2)
|}

mit: 
Schallkennimpedanz W1 = ρ1 cL1 des Mediums 1 
Schallkennimpedanz W2 = ρ2 cL2 des Mediums 2 
Dichte ρ1/2 des Mediums 1 oder 2 
Longitudinalwellengeschwindigkeit cL1/2 des Mediums 1 oder 2 

Bei identischen Medien, d. h. W1 = W2, wird R = 0 und T = 1, ist der Schalldurchtritt ungehindert, wogegen bei Reflexion am schallweichen Werkstoff eine Phasenumkehr auftritt und der Reflexionsfaktor hat dann ein negatives Vorzeichen. Voraussetzung ist jedoch ein ungehinderter Schalleintritt in das Medium 2 bzw. das Prüfobjekt, weshalb Koppelmedien, wie Wasser, Öl, Fett oder Sonogel, insbesondere bei schlechter Oberflächenqualität verwendet werden, da schon dünne Luftschichten die Einkopplung des Ultraschalls verhindern ('''Bild 1'''). Derartige Koppelmedien werden bei Direktankopplung unabhängig von der Art des Prüfkopfs verwendet, wobei die Viskosität des Koppelmediums ein wichtiger Einflussfaktor ist, da Longitudinal- oder Transversalwellen differierende Impedanzanpassungen erfordern. Da geringe Luftspalten schon im Bereich von ca. 10 nm eine vollständige Reflexion der Ultraschallwelle verursachen, kommt der Ankoppelschicht eine besondere Bedeutung zu, unabhängig von der Art des Prüfkopfs und den zu prüfenden Werkstoffen. Während bei Longitudinalwellen bevorzugt Wasser, Öl, niedrigviskoses Fett, Glyzerin oder spezielles Sonogel als Koppelmittel eingesetzt wird, werden bei Transversalwellen z. B. Pasten, Graphit, hochviskoses Fett, Gips oder auch Hydrogel verwendet. Die Dicke der Anpassungsschicht wird maßgeblich von der Qualität der zu prüfenden Oberfläche bestimmt, wobei die Koppeldicke d ungleich von (2 n+1) λ/4 sein sollte, da sonst ein Maximum der Reflexion vorliegt. Werden Vorlaufstrecken in Form von Kunststoffkeilen verwendet, dann werden analoge Ankoppelmedien verwendet, die allerdings nicht bei erhöhten Temperaturen des Prüfobjekts verwendet werden können, da dann eine mögliche thermische Instabilität des Koppelmediums vorliegt. Der thermische Einfluss durch die Eigenschaften des Prüfstücks, des Koppelmediums und des Prüfkopfes inklusive seiner Vorlaufstrecke sind bei der Defektoskopie als auch der Wanddickenmessung grundsätzlich zu beachten [1, 2].

[[Datei:Direktankopplung-1.JPG|600px]]
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|width="50px"|'''Bild 1''':
|width="600px"|Direktankopplung von (a) Ultraschall-Winkel-, S/E- und Normal-Prüfkopf bei hoher Oberflächengüte und (b) Normal- und Winkel-Prüfkopf bei schlechter Oberflächenqualität
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'''Literaturhinweise'''

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|[1]
|Deutsch, V., Platte, M., Vogt, M.: Ultraschallprüfung – Grundlagen und industrielle Anwendungen. Springer Verlag, Berlin (2012), (ISBN 978-3-642-63864-0)
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|[2]
|Matthies, K.: Dickenmessung mit Ultraschall. DVS-Verlag GmbH, Berlin, 2. Auflage, (1998), (ISBN 3-87155-940-7)
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