Ultraschall-Durchschallungs-Technik - Versionsgeschichte

Oluschinski am 9. Januar 2026 um 09:09 Uhr

2026-01-09T09:09:51Z

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	<span style="font-size:1.2em;font-weight:bold;">Ultraschall-Durchschallungs-Technik</span>		<span style="font-size:1.2em;font-weight:bold;">Ultraschall-Durchschallungs-Technik</span>

Loeffler-Kamann am 4. Juni 2025 um 12:13 Uhr

2025-06-04T12:13:26Z

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	Unabhängig davon, ob der Ultraschall über Direktankopplung, [[Ultraschall-Tauchbad-Technik\|Tauch-Technik]] oder [[Luftultraschall]] in den Werkstoff eingeschallt wird und welche Art von Ultraschall-Prüfköpfen ([[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe\|Normal]]-, [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe\|Winkel]]- oder [[Ultraschall-Sende(S)-Empfänger(E)-Prüfköpfe\|SE-Prüfkopf]]) verwendet wird, werden für die Durchschallungsmethode oder auch Intensitätsmethode prinzipiell zwei bauartgleiche Prüfköpfe mit identischen Eigenschaften benötigt. Zusätzlich muss sichergestellt werden, dass das gleiche Koppelmedium, der Dicke d verwendet wird, und die akustischen Achsen der gegenüberliegenden [[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe\|Normal-Prüfköpfe]] ideal aufeinander ausgerichtet sind. Das Durchschallungsverfahren kann unter Nutzung von Normal-, Winkel- und SE-Prüfköpfen durchgeführt werden und bietet bei stark schallschwächenden Materialien den Vorteil, dass nur der einfache Schallweg zwischen Sender und Empfänger zurückgelegt werden muss.		Unabhängig davon, ob der Ultraschall über Direktankopplung, [[Ultraschall-Tauchbad-Technik\|Tauch-Technik]] oder [[Luftultraschall]] in den Werkstoff eingeschallt wird und welche Art von Ultraschall-Prüfköpfen ([[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe\|Normal]]-, [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe\|Winkel]]- oder [[Ultraschall-Sende(S)-Empfänger(E)-Prüfköpfe\|SE-Prüfkopf]]) verwendet wird, werden für die Durchschallungsmethode oder auch Intensitätsmethode prinzipiell zwei bauartgleiche Prüfköpfe mit identischen Eigenschaften benötigt. Zusätzlich muss sichergestellt werden, dass das gleiche Koppelmedium, der Dicke d verwendet wird, und die akustischen Achsen der gegenüberliegenden [[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe\|Normal-Prüfköpfe]] ideal aufeinander ausgerichtet sind. Das Durchschallungsverfahren kann unter Nutzung von Normal-, Winkel- und SE-Prüfköpfen durchgeführt werden und bietet bei stark schallschwächenden Materialien den Vorteil, dass nur der einfache Schallweg zwischen Sender und Empfänger zurückgelegt werden muss.

	Die Durchschallungsmethode mit Normal-Prüfköpfen nutzt in der Regel auch gepulsten Ultraschall mit einer vorgegebenen Impulsfolgefrequenz. Dabei kann die Direktankopplung mittels speziellen Ölen oder Fetten, Luftultraschall oder die Tauchbad-Technik mittels Wasserankopplung realisiert werden ('''Bild 1'''). Aufgrund dessen, dass für die Nutzung dieser Prüfmethode das Prüfobjekt beidseitig zugänglich sein muss, wird das Verfahren in der Praxis vorwiegend im Laborbetrieb eingesetzt.		Die Durchschallungsmethode mit Normal-Prüfköpfen nutzt in der Regel auch gepulsten Ultraschall mit einer vorgegebenen Impulsfolgefrequenz. Dabei kann die [[Ultraschall-Direktankopplung]] mittels speziellen Ölen oder Fetten, [[Luftultraschall]] oder die Tauchbad-Technik mittels [[Squirter-Technik\|Wasserankopplung]] realisiert werden ('''Bild 1'''). Aufgrund dessen, dass für die Nutzung dieser Prüfmethode das Prüfobjekt beidseitig zugänglich sein muss, wird das Verfahren in der Praxis vorwiegend im Laborbetrieb eingesetzt.

	[[Datei:Ultraschall-Durchschallungs-Technik-1.jpg]]		[[Datei:Ultraschall-Durchschallungs-Technik-1.jpg]]
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	In allen drei Fällen muss die akustische Achse der Prüfköpfe ideal ausgerichtet sein und darf keine Verkippungen aufweisen, da ansonsten die Intensität des empfangenen Ultraschall vermindert wird. Fehljustierung der Prüfköpfe und Ankoppelfehler infolge variierender Koppelschichtdicke verursachen teilweise hohe Fehlereinflüsse ('''Bild 2'''). Über die Art und Tiefe vorhandener Ungänzen werden bei der Durchschallungsprüfung keine Informationen erhalten, nur über die Ausdehnung von senkrecht zum einfallenden Ultraschall liegenden Fehlern [1, 2], wobei für unterschiedliche Positionen der Fehler (Delaminationen oder Dopplungen) auch differierende Aussagen entstehen können. Die im '''Bild 2''' dargestellten Fehler verursachen im Vergleich zu einer idealen Prüfkopfposition alle eine verminderte Intensität am Empfänger-Prüfkopf.		In allen drei Fällen muss die akustische Achse der Prüfköpfe ideal ausgerichtet sein und darf keine Verkippungen aufweisen, da ansonsten die Intensität des empfangenen Ultraschall vermindert wird. Fehljustierung der [[Ultraschall-Prüfköpfe\|Prüfköpfe]] und Ankoppelfehler infolge variierender Koppelschichtdicke verursachen teilweise hohe Fehlereinflüsse ('''Bild 2'''). Über die Art und Tiefe vorhandener Ungänzen werden bei der Durchschallungsprüfung keine Informationen erhalten, nur über die Ausdehnung von senkrecht zum einfallenden Ultraschall liegenden Fehlern [1, 2], wobei für unterschiedliche Positionen der Fehler (Delaminationen oder Dopplungen) auch differierende Aussagen entstehen können. Die im '''Bild 2''' dargestellten Fehler verursachen im Vergleich zu einer idealen Prüfkopfposition alle eine verminderte Intensität am Empfänger-Prüfkopf.

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	Bedingt durch die Spezifik der Bauart werden die [[Ultraschall-Sende(S)-Empfänger(E)-Prüfköpfe\|SE-Prüfköpfe]] ebenfalls im Durchschallungsmodus betrieben. Der hier nutzbare Tiefen- oder Dickenbereich des Prüfobjektes oder der vermuteten Fehlerlage, wird vom Dachwinkel des Prüfkopf-Pärchens bestimmt und ergibt sich aus der Überlagerung der Schallfelder der beiden Schwinger, der [[Schallgeschwindigkeit]] des Prüfmediums als auch der Fokussierung der Schallstrahlen. Bei diese Art von Prüfköpfen entsteht immer ein sogenannter Umwegfehler, der durch die Schallfeldeigenschaften und den Dachwinkel bedingt ist und durch [[Justieren\|Justierungen]] berücksichtigt werden kann [2].		Bedingt durch die Spezifik der Bauart werden die [[Ultraschall-Sende(S)-Empfänger(E)-Prüfköpfe\|SE-Prüfköpfe]] ebenfalls im Durchschallungsmodus betrieben. Der hier nutzbare Tiefen- oder Dickenbereich des Prüfobjektes oder der vermuteten Fehlerlage, wird vom Dachwinkel des Prüfkopf-Pärchens bestimmt und ergibt sich aus der Überlagerung der Schallfelder der beiden Schwinger, der [[Schallgeschwindigkeit]] des Prüfmediums als auch der Fokussierung der Schallstrahlen. Bei diese Art von Prüfköpfen entsteht immer ein sogenannter Umwegfehler, der durch die Schallfeldeigenschaften und den Dachwinkel bedingt ist und durch [[Justieren\|Justierungen]] berücksichtigt werden kann [2].

			==Siehe auch==
			*[[Ultraschall-Elastische Kennwerte]]
			*[[Ultraschalldoppelbrechung]]
			*[[Ultraschall-Modulation]]
			*[[Ultraschall-Gruppenstrahler-Prüfköpfe]]
			*[[Ultraschall-Composite-Prüfköpfe]]

Oluschinski am 4. August 2023 um 10:51 Uhr

2023-08-04T10:51:52Z

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	\|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 (2012), (ISBN 978-3-642-63864-0; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter M 45)
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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)
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	[[Kategorie:Akustische_Prüfverfahren_Ultraschall]]		[[Kategorie:Akustische_Prüfverfahren_Ultraschall]]

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Ultraschall-Durchschallungs-Technik

Die zerstörungsfreie [[Ultraschallprüfung|Ultraschall-Prüftechnik]] wird in zwei wesentliche klassische Prüfverfahren eingeteilt, die als Durchschallungs- und Reflexionsverfahren oder auch [[Ultraschall-Impuls-Echo-Technik|Impuls-Echo-Technik]] bezeichnet werden [1]. 
Unabhängig davon, ob der Ultraschall über Direktankopplung, [[Ultraschall-Tauchbad-Technik|Tauch-Technik]] oder [[Luftultraschall]] in den Werkstoff eingeschallt wird und welche Art von Ultraschall-Prüfköpfen ([[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe|Normal]]-, [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe|Winkel]]- oder [[Ultraschall-Sende(S)-Empfänger(E)-Prüfköpfe|SE-Prüfkopf]]) verwendet wird, werden für die Durchschallungsmethode oder auch Intensitätsmethode prinzipiell zwei bauartgleiche Prüfköpfe mit identischen Eigenschaften benötigt. Zusätzlich muss sichergestellt werden, dass das gleiche Koppelmedium, der Dicke d verwendet wird, und die akustischen Achsen der gegenüberliegenden [[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe|Normal-Prüfköpfe]] ideal aufeinander ausgerichtet sind. Das Durchschallungsverfahren kann unter Nutzung von Normal-, Winkel- und SE-Prüfköpfen durchgeführt werden und bietet bei stark schallschwächenden Materialien den Vorteil, dass nur der einfache Schallweg zwischen Sender und Empfänger zurückgelegt werden muss.

Die Durchschallungsmethode mit Normal-Prüfköpfen nutzt in der Regel auch gepulsten Ultraschall mit einer vorgegebenen Impulsfolgefrequenz. Dabei kann die Direktankopplung mittels speziellen Ölen oder Fetten, Luftultraschall oder die Tauchbad-Technik mittels Wasserankopplung realisiert werden ('''Bild 1'''). Aufgrund dessen, dass für die Nutzung dieser Prüfmethode das Prüfobjekt beidseitig zugänglich sein muss, wird das Verfahren in der Praxis vorwiegend im Laborbetrieb eingesetzt.

[[Datei:Ultraschall-Durchschallungs-Technik-1.jpg]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 1''':
|width="600px"|Schematische Darstellung der Durchschallungsmethode mit Normal-Prüfköpfen (a) bei Direktankopplung, (b) mittels Luftultraschall und (c) in Tauchbad-Technik
|}

In allen drei Fällen muss die akustische Achse der Prüfköpfe ideal ausgerichtet sein und darf keine Verkippungen aufweisen, da ansonsten die Intensität des empfangenen Ultraschall vermindert wird. Fehljustierung der Prüfköpfe und Ankoppelfehler infolge variierender Koppelschichtdicke verursachen teilweise hohe Fehlereinflüsse ('''Bild 2'''). Über die Art und Tiefe vorhandener Ungänzen werden bei der Durchschallungsprüfung keine Informationen erhalten, nur über die Ausdehnung von senkrecht zum einfallenden Ultraschall liegenden Fehlern [1, 2], wobei für unterschiedliche Positionen der Fehler (Delaminationen oder Dopplungen) auch differierende Aussagen entstehen können. Die im '''Bild 2''' dargestellten Fehler verursachen im Vergleich zu einer idealen Prüfkopfposition alle eine verminderte Intensität am Empfänger-Prüfkopf.

[[Datei:Ultraschall-Durchschallungs-Technik-2.jpg|550px]]
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|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 2''':
|width="600px"|Schematische Darstellung von Fehlankopplungen bei der Durchschallungsmethode mit Normal-Prüfköpfen (a) fehlerhafte akustische Achse, (b) differierende Koppelschichtdicke und (c) Verkippung der Prüfköpfe
|}

Ein fehlerfreies und homogenes Prüfstück nach '''Bild 3a''' erzeugt entsprechend der Schwächung des untersuchten Werkstoffes eine Intensitätsminderung von I0 auf I. Die Auswertung der Laufzeit t gestattet bei bekannter Geschwindigkeit cL der Longitudinalwelle die Ermittlung der Wanddicke des betreffenden Prüfobjekts. Liegen flächige Fehler in der Schallausbreitungsrichtung, dann können diese je nach Größe und Lage das Empfangssignal ganz ('''Bild 3b''') oder teilweise ('''Bild 3c''') abschirmen. Die Porositäten in '''Bild 3d''' verursachen infolge von Streueffekten eine starke Intensitätsverminderung.

[[Datei:Ultraschall-Durchschallungs-Technik-3.jpg]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 3''':
|width="600px"|Schematische Darstellung von [[A-Bild-Technik|A-Bildern]] beim Durchschallungsverfahren mit [[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe|Normal-Prüfköpfen]] mit (a) idealem Durchgang, (b) totale Abdeckung des Rückwandechos (RE), (c) partielle Abdeckung des Rückwandechos und (d) Intensitätsminderung durch Porositäten
|}

Die Durchschallungsmethode kann auch mit [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe|Winkel-Prüfköpfen]] durchgeführt werden und kann praktisch für den Nachweis flächenhafter Fehler, wie Dopplungen in Blechen oder Delaminationen in Laminaten, genutzt werden. Voraussetzung sind Winkel-Prüfköpfe mit geeigneten Einschallwinkeln für den jeweiligen Werkstofftyp bei denen Transversalwellen (siehe: [[Brechung Schallwellen]] und [[Reflexion Schallwellen]]) für die [[Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP)|zerstörungsfreie Prüfung]] eingesetzt werden. Da der Ultraschall unter einem definierten Winkel eingeschallt wird, wird im Vergleich zur Senkrechteinschallung mit einem Normal-Prüfkopf ein größerer Schallweg bis zum Empfänger zurückgelegt ('''Bild 4'''). In '''Bild 4a''' ist zu erkennen, dass im Fall von Fehlerfreiheit die Rückwand vom Empfängersignal angezeigt wird. Bei identischem Einschallwinkel muss der Abstand zwischen den beiden Prüfköpfen verringert werden, um den horizontalen [[Reflexion_Schallwellen#Erkennbarkeit_von_Fehlern_in_der_Ultraschallpr.C3.BCfung|Fehler]] zu detektieren, was mit der sogenannten Tandem-Technik realisiert wird (siehe '''Bild 4b'''). Aufgrund des geringeren Schallwegs bei dem horizontalen Fehler ist die Intensität des Fehlerechos (FE) höher als die des Rückwandechos (RE). Aus '''Bild 4b''' ist zu entnehmen, dass die Fehlertiefe der vertikalen Ungänze den Kopfabstand des Tandems beeinflusst und dieser bei der Messung variiert werden muss.

[[Datei:Ultraschall-Durchschallungs-Technik-4.jpg|550px]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 4''':
|width="600px"|Schematische Darstellung von [[A-Bild-Technik|A-Bildern]] beim Durchschallungsverfahren mit [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe|Winkel-Prüfköpfen]] bei (a) Prüfobjekten ohne und mit horizontalem Fehler und (b) Prüfobjekten mit vertikalen Fehlern unterschiedlicher Tiefe in Tandem-Technik
|}

Bedingt durch die Spezifik der Bauart werden die [[Ultraschall-Sende(S)-Empfänger(E)-Prüfköpfe|SE-Prüfköpfe]] ebenfalls im Durchschallungsmodus betrieben. Der hier nutzbare Tiefen- oder Dickenbereich des Prüfobjektes oder der vermuteten Fehlerlage, wird vom Dachwinkel des Prüfkopf-Pärchens bestimmt und ergibt sich aus der Überlagerung der Schallfelder der beiden Schwinger, der [[Schallgeschwindigkeit]] des Prüfmediums als auch der Fokussierung der Schallstrahlen. Bei diese Art von Prüfköpfen entsteht immer ein sogenannter Umwegfehler, der durch die Schallfeldeigenschaften und den Dachwinkel bedingt ist und durch [[Justieren|Justierungen]] berücksichtigt werden kann [2].

'''Literaturhinweise'''

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|-valign="top"
|[1]
|Deutsch, V., Platte, M., Vogt, M.: Ultraschallprüfung – Grundlagen und industrielle Anwendungen. Springer Verlag, Berlin (2012), (ISBN 978-3-642-63864-0)
|-valign="top"
|[2]
|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]]