Ultraschall-Prüfköpfe - Versionsgeschichte

Loeffler-Kamann am 5. Juni 2025 um 10:56 Uhr

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	* [[Ultraschall-Stoßwellen-Prüfköpfe\|Stoßwellen-Prüfköpfe]] und		* [[Ultraschall-Stoßwellen-Prüfköpfe\|Stoßwellen-Prüfköpfe]] und
	* [[Ultraschall-Gruppenstrahler-Prüfköpfe\|Phased-Array-Prüfköpfe]] (Gruppenstrahler-Prüfköpfe)		* [[Ultraschall-Gruppenstrahler-Prüfköpfe\|Phased-Array-Prüfköpfe]] (Gruppenstrahler-Prüfköpfe)
			* [[Ultraschall-Tauchbad-Prüfköpfe]]

	Diese verschiedenen Prüfkopfarten werden zumeist in der [[Ultraschall-Impuls-Echo-Technik\|Impuls-Echo-Technik]] betrieben, sind aber auch partiell für [[Ultraschall-Durchschallungs-Technik\|Durchschallung]] geeignet und sind für ein breites Frequenzspektrum je nach Baugröße ausgelegt. Bei Realisierung entsprechender konstruktiver Maßnahmen können die Prüfköpfe auch in der [[Ultraschall-Tauchbad-Technik\|Tauchbad]]- und [[Squirter-Technik]] verwendet werden. In dem '''Bild 1''' sind unterschiedliche kommerziell genutzte Prüfkopfarten dargestellt.		Diese verschiedenen Prüfkopfarten werden zumeist in der [[Ultraschall-Impuls-Echo-Technik\|Impuls-Echo-Technik]] betrieben, sind aber auch partiell für [[Ultraschall-Durchschallungs-Technik\|Durchschallung]] geeignet und sind für ein breites Frequenzspektrum je nach Baugröße ausgelegt. Bei Realisierung entsprechender konstruktiver Maßnahmen können die Prüfköpfe auch in der [[Ultraschall-Tauchbad-Technik\|Tauchbad]]- und [[Squirter-Technik]] verwendet werden. In dem '''Bild 1''' sind unterschiedliche kommerziell genutzte Prüfkopfarten dargestellt.
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	\|width="600px"\|Ultraschall-Prüfköpfe für unterschiedliche Anwendungsgebiete (a) Normal- und (b) Winkel-Prüfkopf der Fa. Optimess Engineering GmbH, Gera, (c) S/E-Prüfkopf de Fa. GAZ- Prüftechnik GmbH, Alpen, (d) Composite-Prüfkopf der Fa. Sonaxis, Besancon (F), (e) Phased-Array-Prüfkopf der Fa. GE Measurement & Control Solutions, Alzenau		\|width="600px"\|Ultraschall-Prüfköpfe für unterschiedliche Anwendungsgebiete (a) Normal- und (b) Winkel-Prüfkopf der Fa. Optimess Engineering GmbH, Gera, (c) S/E-Prüfkopf de Fa. GAZ- Prüftechnik GmbH, Alpen, (d) Composite-Prüfkopf der Fa. Sonaxis, Besancon (F), (e) Phased-Array-Prüfkopf der Fa. GE Measurement & Control Solutions, Alzenau
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			==Siehe auch==
			*[[Zerstörungsfreie Kunststoffprüfung]]
			*[[Ultraschall-Tauchbad-Technik]]
			*[[Ultraschall-Schweißnahtprüfung]]

Oluschinski am 4. August 2023 um 10:53 Uhr

2023-08-04T10:53:41Z

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	Je nach Anwendungsfall werden unterschiedliche physikalische Prinzipien zur Erzeugung des Ultraschalls eingesetzt. Bei metallischen Werkstoffen, die voraussetzungsgemäß elektrisch leitend sein sollen, kann das elektrodynamische oder elektromagnetische Verfahren (z. B. EMUS-Prüfkopf) verwendet werden, mit welchem Longitudinal- oder Transversalwellen kontaktfrei im Prüfstück erzeugt werden können [5].<br>		Je nach Anwendungsfall werden unterschiedliche physikalische Prinzipien zur Erzeugung des Ultraschalls eingesetzt. Bei metallischen Werkstoffen, die voraussetzungsgemäß elektrisch leitend sein sollen, kann das elektrodynamische oder elektromagnetische Verfahren (z. B. EMUS-Prüfkopf) verwendet werden, mit welchem Longitudinal- oder Transversalwellen kontaktfrei im Prüfstück erzeugt werden können [5].<br>
	Kommerzielle Ultraschallprüfköpfe (z. B. [[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe\|Normal-]], [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe\|Winkel-]] oder [[Ultraschall-Sende(S)-Empfänger(E)-Prüfköpfe\|S/E-Prüfköpfe]]) nutzen für ein großes Werkstoffspektrum zumeist den [[Piezokeramik\|piezoelektrischen Effekt]]. Die Prüfköpfe bestehen im Wesentlichen aus einem [[Piezokeramischer_Schwinger\|piezoelektrischen Schwinger]], der infolge der elektrischen Anregung des Ultraschallprüfgeräts mechanische Spannungswellen unterschiedlicher Spannung und Impulsfolgefrequenz erzeugt, einer elektrischen Anpassung (Induktivität, Widerstand) und einem abgekapselten Gehäuse mit dem Kabelanschluss.<br>		Kommerzielle Ultraschallprüfköpfe (z. B. [[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe\|Normal-]], [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe\|Winkel-]] oder [[Ultraschall-Sende(S)-Empfänger(E)-Prüfköpfe\|S/E-Prüfköpfe]]) nutzen für ein großes Werkstoffspektrum zumeist den [[Piezokeramik\|piezoelektrischen Effekt]]. Die Prüfköpfe bestehen im Wesentlichen aus einem [[Piezokeramischer_Schwinger\|piezoelektrischen Schwinger]], der infolge der elektrischen Anregung des Ultraschallprüfgeräts mechanische Spannungswellen unterschiedlicher Spannung und Impulsfolgefrequenz erzeugt, einer elektrischen Anpassung (Induktivität, Widerstand) und einem abgekapselten Gehäuse mit dem Kabelanschluss.<br>
	Zur Erzeugung des Ultraschalls besitzt der Ultraschallprüfkopf einen Schwinger aus [[Piezokeramik]], der z. B. im Fall des [[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe\|Normal-Prüfkopfs]] kreisförmig oder bei dem [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe\|Winkel-Prüfkopf]] zumeist rechteckig ist, oder mehrere Schwinger wie bei den Phased-Array-Prüfköpfen (siehe: [[Ultraschall-Gruppenstrahler-Prüfköpfe]]). Dabei hängt die Schwingungsform des Ultraschallsignals im Einzelfall immer vom akustischen Impedanzverhältnis zwischen dem [[Piezokeramischer_Schwinger\|Schwinger]] und dem im Gehäuse enthaltenen Dämpfungskörper ab. Bei nahezu identischer Impedanz liegen breitbandige Prüfköpfe mit sehr kurzen Impulsen und hoher Dämpfung (Stoßwellen) vor, anderenfalls ist der Sensor eher schmalbandig und zeigt längere Schwingungsformen mit geringer Signaldämpfung [1]. Zur Impedanzanpassung und Abriebschutz der [[Oberfläche]] des Prüfkopfs ist dieser an der Unterseite mit einer Schutzschicht aus zumeist keramischen Werkstoffen oder keramikgefüllten [[Kunststoffe]]n und oft mit zusätzlichen Verschleißschutzfolien versehen. Diese Maßnahmen dienen dazu den Ultraschall möglichst verlust- bzw. reflexionsfrei auch bei rauen und unbehandelten [[Oberfläche]]n in das Prüfstück einzukoppeln. Die Schutzschicht und die Verschleißfolie stellen in Verbindung mit dem Koppelmittel und der Vorlaufstrecke (Delay-Line) bei [[Ultraschall-Direktankopplung\|Direktankopplung]] einen zusätzlichen Frequenzfilter dar, der die Mittenfrequenz und den Frequenzgang beeinflussen kann und deshalb für die Prüfaufgabe optimiert werden sollte [~~6−8~~].		Zur Erzeugung des Ultraschalls besitzt der Ultraschallprüfkopf einen Schwinger aus [[Piezokeramik]], der z. B. im Fall des [[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe\|Normal-Prüfkopfs]] kreisförmig oder bei dem [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe\|Winkel-Prüfkopf]] zumeist rechteckig ist, oder mehrere Schwinger wie bei den Phased-Array-Prüfköpfen (siehe: [[Ultraschall-Gruppenstrahler-Prüfköpfe]]). Dabei hängt die Schwingungsform des Ultraschallsignals im Einzelfall immer vom akustischen Impedanzverhältnis zwischen dem [[Piezokeramischer_Schwinger\|Schwinger]] und dem im Gehäuse enthaltenen Dämpfungskörper ab. Bei nahezu identischer Impedanz liegen breitbandige Prüfköpfe mit sehr kurzen Impulsen und hoher Dämpfung (Stoßwellen) vor, anderenfalls ist der Sensor eher schmalbandig und zeigt längere Schwingungsformen mit geringer Signaldämpfung [1]. Zur Impedanzanpassung und Abriebschutz der [[Oberfläche]] des Prüfkopfs ist dieser an der Unterseite mit einer Schutzschicht aus zumeist keramischen Werkstoffen oder keramikgefüllten [[Kunststoffe]]n und oft mit zusätzlichen Verschleißschutzfolien versehen. Diese Maßnahmen dienen dazu den Ultraschall möglichst verlust- bzw. reflexionsfrei auch bei rauen und unbehandelten [[Oberfläche]]n in das Prüfstück einzukoppeln. Die Schutzschicht und die Verschleißfolie stellen in Verbindung mit dem Koppelmittel und der Vorlaufstrecke (Delay-Line) bei [[Ultraschall-Direktankopplung\|Direktankopplung]] einen zusätzlichen Frequenzfilter dar, der die Mittenfrequenz und den Frequenzgang beeinflussen kann und deshalb für die Prüfaufgabe optimiert werden sollte [2,6,7].

	==Arten der Ultraschall-Prüfköpfe==		==Arten der Ultraschall-Prüfköpfe==
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	\|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)		\|Deutsch, V., Platte, M., Vogt, M.: Ultraschallprüfung – Grundlagen und industrielle Anwendungen. Springer Verlag, Berlin, (1997), (ISBN 978-3-642-63864-0; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter M 45)
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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 09~~.05.~~2022~~)		\|Deutsch, V., Platte, M., Vogt, M., Deutsch, W. A. K., Schuster, V.: Die Ultraschallprüfung. Castell-Verlag, Wuppertal, Bd. 1, (1999)
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	~~\|Deutsch, V., Platte, M., Vogt, M., Deutsch, W. A. K., Schuster, V.: Die Ultraschallprüfung. Castell-Verlag, Wuppertal, Bd. 1, (1999)~~
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	\|Deutsch, V., Platte, M., Schuster, V., Deutsch, W. A. K.: Messtechnik mit Ultraschall. Castell-Verlag, Wuppertal, Bd. 2, (2002)		\|Deutsch, V., Platte, M., Schuster, V., Deutsch, W. A. K.: Messtechnik mit Ultraschall. Castell-Verlag, Wuppertal, Bd. 2, (2002)
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	[[Kategorie:Akustische Prüfverfahren Ultraschall]]		[[Kategorie:Akustische Prüfverfahren Ultraschall]]

Oluschinski am 28. November 2022 um 13:29 Uhr

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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 24.04.~~2020~~)		\|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 09.05.2022)
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Posch am 14. Mai 2020 um 12:53 Uhr

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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 04.~~03.2019~~)		\|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 24.04.2020)
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Oluschinski am 13. August 2019 um 08:54 Uhr

2019-08-13T08:54:38Z

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	__FORCETOC__		__FORCETOC__
	==Allgemeines==		==Allgemeines==
	Ultraschall-Prüfkopfe, die auch als Ultraschallwandler oder -sensoren bezeichnet werden, werden zum Erzeugen und Empfangen von Ultraschallsignalen bevorzugt in der [[Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP)\|zerstörungsfreien Werkstoffprüfung]] und medizinischen Diagnostik eingesetzt. In Verbindung mit dem analogen oder digitalen Ultraschallprüfgerät können sie für die unterschiedlichsten Prüfaufgaben verwendet werden, falls die Prüfkopfauswahl für den gegebenen Anwendungsfall korrekt und optimal ist. Da kein universeller, für alle Prüfaufgaben geeigneter Prüfkopf existiert, müssen diese genau wie die Prüf- und Auswertegeräte an den jeweiligen praktischen Einsatzzweck wie z. B. die Defektoskopie an dünnen oder dicken Bauteilen differierender Geometrie (Rohre, Platten), [[Ultraschall-Schweißnahtprüfung\|Schweißnähten]] (Kehl-, Stumpf- oder V-Nähte) oder die [[Ultraschall-Wanddickenmessung\|Wanddickenmessung]] angepasst werden. Dies betrifft auch die Applikation für unterschiedliche Werkstoffe (Metalllegierungen, Graugussgefüge, gefüllte oder [[Faserverstärkte_Kunststoffe\|verstärkte Kunststoffe]] sowie Beton), wo eine teilweise starke Dämpfung oder Streuung an inneren Inhomogenitäten eine Anpassung der Mittenfrequenz f<sub>m</sub> und des Frequenzbands Δf als auch der Impedanz an die Prüfaufgabe erfordert (Übertragungsverhalten), wobei in jedem Fall trotz differierender Auflösung bzw. Fehlererkennbarkeit die Qualität und Zuverlässigkeit des Prüfergebnisses bezogen auf die [[Fehlergrenze\|Nachweisgrenze]] gewährleistet sein muss [1−4].		Ultraschall-Prüfkopfe, die auch als Ultraschallwandler oder -sensoren bezeichnet werden, werden zum Erzeugen und Empfangen von Ultraschallsignalen bevorzugt in der [[Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP)\|zerstörungsfreien Werkstoffprüfung]] und medizinischen Diagnostik eingesetzt. In Verbindung mit dem analogen oder digitalen Ultraschallprüfgerät können sie für die unterschiedlichsten Prüfaufgaben verwendet werden, falls die Prüfkopfauswahl für den gegebenen Anwendungsfall korrekt und optimal ist. Da kein universeller, für alle Prüfaufgaben geeigneter Prüfkopf existiert, müssen diese genau wie die Prüf- und Auswertegeräte an den jeweiligen praktischen Einsatzzweck wie z. B. die Defektoskopie an dünnen oder dicken Bauteilen differierender Geometrie (Rohre, Platten), [[Ultraschall-Schweißnahtprüfung\|Schweißnähten]] (Kehl-, Stumpf- oder V-Nähte) oder die [[Ultraschall-Wanddickenmessung\|Wanddickenmessung]] angepasst werden. Dies betrifft auch die Applikation für unterschiedliche Werkstoffe (Metalllegierungen, Graugussgefüge, [[Teilchengefüllte Kunststoffe\|gefüllte]] oder [[Faserverstärkte_Kunststoffe\|verstärkte Kunststoffe]] sowie Beton), wo eine teilweise starke Dämpfung oder Streuung an inneren Inhomogenitäten eine Anpassung der Mittenfrequenz f<sub>m</sub> und des Frequenzbands Δf als auch der Impedanz an die Prüfaufgabe erfordert (Übertragungsverhalten), wobei in jedem Fall trotz differierender Auflösung bzw. Fehlererkennbarkeit die Qualität und Zuverlässigkeit des Prüfergebnisses bezogen auf die [[Fehlergrenze\|Nachweisgrenze]] gewährleistet sein muss [1−4].

	==Ultraschallerzeugung==		==Ultraschallerzeugung==

	Je nach Anwendungsfall werden unterschiedliche physikalische Prinzipien zur Erzeugung des Ultraschalls eingesetzt. Bei metallischen Werkstoffen, die voraussetzungsgemäß elektrisch leitend sein sollen, kann das elektrodynamische oder ~~elektro-magnetische~~ Verfahren (z. B. EMUS-Prüfkopf) verwendet werden, mit welchem Longitudinal- oder Transversalwellen kontaktfrei im Prüfstück erzeugt werden können [5].<br>		Je nach Anwendungsfall werden unterschiedliche physikalische Prinzipien zur Erzeugung des Ultraschalls eingesetzt. Bei metallischen Werkstoffen, die voraussetzungsgemäß elektrisch leitend sein sollen, kann das elektrodynamische oder elektromagnetische Verfahren (z. B. EMUS-Prüfkopf) verwendet werden, mit welchem Longitudinal- oder Transversalwellen kontaktfrei im Prüfstück erzeugt werden können [5].<br>
	Kommerzielle Ultraschallprüfköpfe (z. B. [[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe\|Normal-]], [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe\|Winkel-]] oder [[Ultraschall-Sende(S)-Empfänger(E)-Prüfköpfe\|S/E-Prüfköpfe]]) nutzen für ein großes Werkstoffspektrum zumeist den [[Piezokeramik\|piezoelektrischen Effekt]]. Die Prüfköpfe bestehen im Wesentlichen aus einem [[Piezokeramischer_Schwinger\|piezoelektrischen Schwinger]], der infolge der elektrischen Anregung des Ultraschallprüfgeräts mechanische Spannungswellen unterschiedlicher Spannung und Impulsfolgefrequenz erzeugt, einer elektrischen Anpassung (Induktivität, Widerstand) und einem abgekapselten Gehäuse mit dem Kabelanschluss.<br>		Kommerzielle Ultraschallprüfköpfe (z. B. [[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe\|Normal-]], [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe\|Winkel-]] oder [[Ultraschall-Sende(S)-Empfänger(E)-Prüfköpfe\|S/E-Prüfköpfe]]) nutzen für ein großes Werkstoffspektrum zumeist den [[Piezokeramik\|piezoelektrischen Effekt]]. Die Prüfköpfe bestehen im Wesentlichen aus einem [[Piezokeramischer_Schwinger\|piezoelektrischen Schwinger]], der infolge der elektrischen Anregung des Ultraschallprüfgeräts mechanische Spannungswellen unterschiedlicher Spannung und Impulsfolgefrequenz erzeugt, einer elektrischen Anpassung (Induktivität, Widerstand) und einem abgekapselten Gehäuse mit dem Kabelanschluss.<br>
	Zur Erzeugung des Ultraschalls besitzt der Ultraschallprüfkopf einen Schwinger aus [[Piezokeramik]], der z. B. im Fall des [[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe\|Normal-Prüfkopfs]] kreisförmig oder bei dem [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe\|Winkel-Prüfkopf]] zumeist rechteckig ist, oder mehrere Schwinger wie bei den Phased-Array-Prüfköpfen (siehe: Ultraschall-Gruppenstrahler-Prüfköpfe\|. Dabei hängt die Schwingungsform des Ultraschallsignals im Einzelfall immer vom akustischen Impedanzverhältnis zwischen dem [[Piezokeramischer_Schwinger\|Schwinger]] und dem im Gehäuse enthaltenen Dämpfungskörper ab. Bei nahezu identischer Impedanz liegen breitbandige Prüfköpfe mit sehr kurzen Impulsen und hoher Dämpfung (Stoßwellen) vor, anderenfalls ist der Sensor eher schmalbandig und zeigt längere Schwingungsformen mit geringer Signaldämpfung [1]. Zur Impedanzanpassung und Abriebschutz der [[Oberfläche]] des Prüfkopfs ist dieser an der Unterseite mit einer Schutzschicht aus zumeist keramischen Werkstoffen oder keramikgefüllten [[Kunststoffe]]n und oft mit zusätzlichen Verschleißschutzfolien versehen. Diese Maßnahmen dienen dazu den Ultraschall möglichst verlust- bzw. reflexionsfrei auch bei rauen und unbehandelten [[Oberfläche]]n in das Prüfstück einzukoppeln. Die Schutzschicht und die Verschleißfolie stellen in Verbindung mit dem Koppelmittel und der Vorlaufstrecke (Delay-Line) bei [[Ultraschall-Direktankopplung\|Direktankopplung]] einen zusätzlichen Frequenzfilter dar, der die Mittenfrequenz und den Frequenzgang beeinflussen kann und deshalb für die Prüfaufgabe optimiert werden sollte [6−8].		Zur Erzeugung des Ultraschalls besitzt der Ultraschallprüfkopf einen Schwinger aus [[Piezokeramik]], der z. B. im Fall des [[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe\|Normal-Prüfkopfs]] kreisförmig oder bei dem [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe\|Winkel-Prüfkopf]] zumeist rechteckig ist, oder mehrere Schwinger wie bei den Phased-Array-Prüfköpfen (siehe: [[Ultraschall-Gruppenstrahler-Prüfköpfe]]). Dabei hängt die Schwingungsform des Ultraschallsignals im Einzelfall immer vom akustischen Impedanzverhältnis zwischen dem [[Piezokeramischer_Schwinger\|Schwinger]] und dem im Gehäuse enthaltenen Dämpfungskörper ab. Bei nahezu identischer Impedanz liegen breitbandige Prüfköpfe mit sehr kurzen Impulsen und hoher Dämpfung (Stoßwellen) vor, anderenfalls ist der Sensor eher schmalbandig und zeigt längere Schwingungsformen mit geringer Signaldämpfung [1]. Zur Impedanzanpassung und Abriebschutz der [[Oberfläche]] des Prüfkopfs ist dieser an der Unterseite mit einer Schutzschicht aus zumeist keramischen Werkstoffen oder keramikgefüllten [[Kunststoffe]]n und oft mit zusätzlichen Verschleißschutzfolien versehen. Diese Maßnahmen dienen dazu den Ultraschall möglichst verlust- bzw. reflexionsfrei auch bei rauen und unbehandelten [[Oberfläche]]n in das Prüfstück einzukoppeln. Die Schutzschicht und die Verschleißfolie stellen in Verbindung mit dem Koppelmittel und der Vorlaufstrecke (Delay-Line) bei [[Ultraschall-Direktankopplung\|Direktankopplung]] einen zusätzlichen Frequenzfilter dar, der die Mittenfrequenz und den Frequenzgang beeinflussen kann und deshalb für die Prüfaufgabe optimiert werden sollte [6−8].

	==Arten der Ultraschall-Prüfköpfe==		==Arten der Ultraschall-Prüfköpfe==
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	\|Sirch, C., Bierögel, C., Grellmann, W., Rufke, B., zur Horst-Meyer, S.: Akustisches Verhalten von Kunststoffbauteilen. Tagung Problemseminar "Deformation und Bruchverhalten von Kunststoffen" Merseburg 2001, Tagungsband S. 326–336		\|Sirch, C., [[Bierögel, Christian\|Bierögel, C.]], [[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]], Rufke, B., zur Horst-Meyer, S.: Akustisches Verhalten von Kunststoffbauteilen. Tagung Problemseminar "Deformation und Bruchverhalten von Kunststoffen" Merseburg 2001, Tagungsband S. 326–336
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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~~)		\|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 04.03.2019)
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Reincke am 18. Dezember 2017 um 12:03 Uhr

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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, (1997), (ISBN 3-540-62072-9; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter M 45)
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	\|Krautkrämer, J., Krautkrämer H.: Werkstoffprüfung mit Ultraschall. Springer~~-Ver-lag~~, Berlin, (1986), (ISBN 978-3-662-10909-0)		\|Krautkrämer, J., Krautkrämer H.: Werkstoffprüfung mit Ultraschall. Springer Verlag, Berlin, (1986), (ISBN 978-3-662-10909-0)
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	\|Matthies, K u. a.: 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)
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Neue Seite

{{PSM_Infobox}}
Ultraschall-Prüfköpfe
__FORCETOC__
==Allgemeines==
Ultraschall-Prüfkopfe, die auch als Ultraschallwandler oder -sensoren bezeichnet werden, werden zum Erzeugen und Empfangen von Ultraschallsignalen bevorzugt in der [[Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP)|zerstörungsfreien Werkstoffprüfung]] und medizinischen Diagnostik eingesetzt. In Verbindung mit dem analogen oder digitalen Ultraschallprüfgerät können sie für die unterschiedlichsten Prüfaufgaben verwendet werden, falls die Prüfkopfauswahl für den gegebenen Anwendungsfall korrekt und optimal ist. Da kein universeller, für alle Prüfaufgaben geeigneter Prüfkopf existiert, müssen diese genau wie die Prüf- und Auswertegeräte an den jeweiligen praktischen Einsatzzweck wie z. B. die Defektoskopie an dünnen oder dicken Bauteilen differierender Geometrie (Rohre, Platten), [[Ultraschall-Schweißnahtprüfung|Schweißnähten]] (Kehl-, Stumpf- oder V-Nähte) oder die [[Ultraschall-Wanddickenmessung|Wanddickenmessung]] angepasst werden. Dies betrifft auch die Applikation für unterschiedliche Werkstoffe (Metalllegierungen, Graugussgefüge, gefüllte oder [[Faserverstärkte_Kunststoffe|verstärkte Kunststoffe]] sowie Beton), wo eine teilweise starke Dämpfung oder Streuung an inneren Inhomogenitäten eine Anpassung der Mittenfrequenz fm und des Frequenzbands Δf als auch der Impedanz an die Prüfaufgabe erfordert (Übertragungsverhalten), wobei in jedem Fall trotz differierender Auflösung bzw. Fehlererkennbarkeit die Qualität und Zuverlässigkeit des Prüfergebnisses bezogen auf die [[Fehlergrenze|Nachweisgrenze]] gewährleistet sein muss [1−4].

==Ultraschallerzeugung==

Je nach Anwendungsfall werden unterschiedliche physikalische Prinzipien zur Erzeugung des Ultraschalls eingesetzt. Bei metallischen Werkstoffen, die voraussetzungsgemäß elektrisch leitend sein sollen, kann das elektrodynamische oder elektro-magnetische Verfahren (z. B. EMUS-Prüfkopf) verwendet werden, mit welchem Longitudinal- oder Transversalwellen kontaktfrei im Prüfstück erzeugt werden können [5]. 
Kommerzielle Ultraschallprüfköpfe (z. B. [[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe|Normal-]], [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe|Winkel-]] oder [[Ultraschall-Sende(S)-Empfänger(E)-Prüfköpfe|S/E-Prüfköpfe]]) nutzen für ein großes Werkstoffspektrum zumeist den [[Piezokeramik|piezoelektrischen Effekt]]. Die Prüfköpfe bestehen im Wesentlichen aus einem [[Piezokeramischer_Schwinger|piezoelektrischen Schwinger]], der infolge der elektrischen Anregung des Ultraschallprüfgeräts mechanische Spannungswellen unterschiedlicher Spannung und Impulsfolgefrequenz erzeugt, einer elektrischen Anpassung (Induktivität, Widerstand) und einem abgekapselten Gehäuse mit dem Kabelanschluss. 
Zur Erzeugung des Ultraschalls besitzt der Ultraschallprüfkopf einen Schwinger aus [[Piezokeramik]], der z. B. im Fall des [[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe|Normal-Prüfkopfs]] kreisförmig oder bei dem [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe|Winkel-Prüfkopf]] zumeist rechteckig ist, oder mehrere Schwinger wie bei den Phased-Array-Prüfköpfen (siehe: Ultraschall-Gruppenstrahler-Prüfköpfe|. Dabei hängt die Schwingungsform des Ultraschallsignals im Einzelfall immer vom akustischen Impedanzverhältnis zwischen dem [[Piezokeramischer_Schwinger|Schwinger]] und dem im Gehäuse enthaltenen Dämpfungskörper ab. Bei nahezu identischer Impedanz liegen breitbandige Prüfköpfe mit sehr kurzen Impulsen und hoher Dämpfung (Stoßwellen) vor, anderenfalls ist der Sensor eher schmalbandig und zeigt längere Schwingungsformen mit geringer Signaldämpfung [1]. Zur Impedanzanpassung und Abriebschutz der [[Oberfläche]] des Prüfkopfs ist dieser an der Unterseite mit einer Schutzschicht aus zumeist keramischen Werkstoffen oder keramikgefüllten [[Kunststoffe]]n und oft mit zusätzlichen Verschleißschutzfolien versehen. Diese Maßnahmen dienen dazu den Ultraschall möglichst verlust- bzw. reflexionsfrei auch bei rauen und unbehandelten [[Oberfläche]]n in das Prüfstück einzukoppeln. Die Schutzschicht und die Verschleißfolie stellen in Verbindung mit dem Koppelmittel und der Vorlaufstrecke (Delay-Line) bei [[Ultraschall-Direktankopplung|Direktankopplung]] einen zusätzlichen Frequenzfilter dar, der die Mittenfrequenz und den Frequenzgang beeinflussen kann und deshalb für die Prüfaufgabe optimiert werden sollte [6−8].

==Arten der Ultraschall-Prüfköpfe==

Die wichtigsten in der prüftechnischen Praxis der [[Ultraschallprüfung]] verwendeten Prüfkopfarten sind:

* [[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe|Normal-Prüfköpfe]] (auch Senkrecht- oder Delay-Line-Prüfköpfe) [1]
* [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe|Winkel-Prüfköpfe]]
* [[Ultraschall-Sende(S)-Empfänger(E)-Prüfköpfe|Sende (S)-Empfänger (E)-Prüfköpfe]]
* [[Ultraschall-Composite-Prüfköpfe|Composite-Prüfköpfe]]
* [[Ultraschall-Stoßwellen-Prüfköpfe|Stoßwellen-Prüfköpfe]] und
* [[Ultraschall-Gruppenstrahler-Prüfköpfe|Phased-Array-Prüfköpfe]] (Gruppenstrahler-Prüfköpfe)

Diese verschiedenen Prüfkopfarten werden zumeist in der [[Ultraschall-Impuls-Echo-Technik|Impuls-Echo-Technik]] betrieben, sind aber auch partiell für [[Ultraschall-Durchschallungs-Technik|Durchschallung]] geeignet und sind für ein breites Frequenzspektrum je nach Baugröße ausgelegt. Bei Realisierung entsprechender konstruktiver Maßnahmen können die Prüfköpfe auch in der [[Ultraschall-Tauchbad-Technik|Tauchbad]]- und [[Squirter-Technik]] verwendet werden. In dem '''Bild 1''' sind unterschiedliche kommerziell genutzte Prüfkopfarten dargestellt.

[[Datei:Ultraschall_Pruefkoepfe-1.JPG|600px]]
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|width="50px"|'''Bild 1''':
|width="600px"|Ultraschall-Prüfköpfe für unterschiedliche Anwendungsgebiete (a) Normal- und (b) Winkel-Prüfkopf der Fa. Optimess Engineering GmbH, Gera, (c) S/E-Prüfkopf de Fa. GAZ- Prüftechnik GmbH, Alpen, (d) Composite-Prüfkopf der Fa. Sonaxis, Besancon (F), (e) Phased-Array-Prüfkopf der Fa. GE Measurement & Control Solutions, Alzenau
|}

'''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]
|Krautkrämer, J., Krautkrämer H.: Werkstoffprüfung mit Ultraschall. Springer-Ver-lag, Berlin, (1986), (ISBN 978-3-662-10909-0)
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|[3]
|Sirch, C., Bierögel, C., Grellmann, W., Rufke, B., zur Horst-Meyer, S.: Akustisches Verhalten von Kunststoffbauteilen. Tagung Problemseminar "Deformation und Bruchverhalten von Kunststoffen" Merseburg 2001, Tagungsband S. 326–336
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|[4]
|Deutsch, V., Vogt, M.: Ultraschallprüfung von Schweißverbindungen. Schweißtechnische Praxis, DVS-Verlag, Düsseldorf, Bd. 28, (1995)
|-valign="top"
|[5]
|Matthies, K u. a.: Dickenmessung mit Ultraschall. DVS-Verlag GmbH, Berlin, 2. Auflage, (1998), (ISBN 3-87155-940-7)
|-valign="top"
|[6]
|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"
|[7]
|Deutsch, V., Platte, M., Vogt, M., Deutsch, W. A. K., Schuster, V.: Die Ultraschallprüfung. Castell-Verlag, Wuppertal, Bd. 1, (1999)
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|[8]
|Deutsch, V., Platte, M., Schuster, V., Deutsch, W. A. K.: Messtechnik mit Ultraschall. Castell-Verlag, Wuppertal, Bd. 2, (2002)
|}

[[Kategorie:Akustische Prüfverfahren Ultraschall]]