Ultraschall-Sende(S)-Empfänger(E)-Prüfköpfe - Versionsgeschichte

Loeffler-Kamann am 5. Juni 2025 um 10:58 Uhr

2025-06-05T10:58:13Z

← Nächstältere Version		Version vom 5. Juni 2025, 12:58 Uhr
Zeile 41:		Zeile 41:
	\|width="600px"\|Beispiele für S/E-Prüfköpfe (Handprüfköpfe) unterschiedlicher Größe und Frequenz (a) der Fa. GE Measurement & Control Solutions, Alzenau und (b) der Fa. GAZ- Prüftechnik GmbH, Alpen		\|width="600px"\|Beispiele für S/E-Prüfköpfe (Handprüfköpfe) unterschiedlicher Größe und Frequenz (a) der Fa. GE Measurement & Control Solutions, Alzenau und (b) der Fa. GAZ- Prüftechnik GmbH, Alpen
	\|}		\|}

			==Siehe auch==
			*[[Ultraschallprüfung]]
			*[[Ultraschall-Direktankopplung]]
			*[[Ultraschall-Composite-Prüfköpfe]]
			*[[Ultraschall-Schweißnahtprüfung]]
			*[[Ultraschall-Prüfköpfe]]

Oluschinski am 4. August 2023 um 10:54 Uhr

2023-08-04T10:54:13Z

← Nächstältere Version		Version vom 4. August 2023, 12:54 Uhr
Zeile 60:		Zeile 60:
	\|-valign="top"		\|-valign="top"
	\|[5]		\|[5]
	\|~~Lexikon der Ultraschallsensoren: [http~~:~~//www~~.~~pulsotronic~~.~~de/shop/pdf~~-~~all~~-~~de/normen/Ultraschall_Sensoren.pdf http://www.pulsotronic.de/shop/pdf~~-~~all~~-~~de/normen/Ultraschall_Sensoren.pdf] (Zugriff am 04.05.2020~~)		\|Krautkrämer, J.; Krautkrämer, H.: Werkstoffprüfung mit Ultraschall. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg (2013) S. 43 (ISBN 978-3-662-10910-6)
	\|}		\|}

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

Posch am 14. Mai 2020 um 12:54 Uhr

2020-05-14T12:54:03Z

← Nächstältere Version		Version vom 14. Mai 2020, 14:54 Uhr
Zeile 60:		Zeile 60:
	\|-valign="top"		\|-valign="top"
	\|[5]		\|[5]
	\|Lexikon der Ultraschallsensoren: [http://www.pulsotronic.de/shop/pdf-all-de/normen/Ultraschall_Sensoren.pdf http://www.pulsotronic.de/shop/pdf-all-de/normen/Ultraschall_Sensoren.pdf] (Zugriff am 04.03.~~2019~~)		\|Lexikon der Ultraschallsensoren: [http://www.pulsotronic.de/shop/pdf-all-de/normen/Ultraschall_Sensoren.pdf http://www.pulsotronic.de/shop/pdf-all-de/normen/Ultraschall_Sensoren.pdf] (Zugriff am 04.05.2020)
	\|}		\|}

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

Oluschinski am 13. August 2019 um 08:58 Uhr

2019-08-13T08:58:57Z

← Nächstältere Version		Version vom 13. August 2019, 10:58 Uhr
Zeile 60:		Zeile 60:
	\|-valign="top"		\|-valign="top"
	\|[5]		\|[5]
	\|Lexikon der Ultraschallsensoren: [http://www.pulsotronic.de/shop/pdf-all-de/normen/Ultraschall_Sensoren.pdf http://www.pulsotronic.de/shop/pdf-all-de/normen/Ultraschall_Sensoren.pdf] (Zugriff am 23.10.~~2017~~)		\|Lexikon der Ultraschallsensoren: [http://www.pulsotronic.de/shop/pdf-all-de/normen/Ultraschall_Sensoren.pdf http://www.pulsotronic.de/shop/pdf-all-de/normen/Ultraschall_Sensoren.pdf] (Zugriff am 04.03.2019)
	\|}		\|}

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

Oluschinski: Änderungen von Oluschinski (Diskussion) wurden auf die letzte Version von Reincke zurückgesetzt

2019-08-13T08:58:41Z

Änderungen von Oluschinski (Diskussion) wurden auf die letzte Version von Reincke zurückgesetzt

Änderungen zeigen

Oluschinski am 13. August 2019 um 08:56 Uhr

2019-08-13T08:56:52Z

Änderungen zeigen

Reincke am 18. Dezember 2017 um 12:08 Uhr

2017-12-18T12:08:21Z

← Nächstältere Version		Version vom 18. Dezember 2017, 14:08 Uhr
Zeile 48:		Zeile 48:
	\|-valign="top"		\|-valign="top"
	\|[1]		\|[1]
	\|Steeb, S.: Zerstörungsfreie Werkstoffstück- und Werkstoffprüfung. 5. Auflage, Expert Verlag, Renningen (2016), (ISBN ~~987~~-3-8169-~~3261~~-1)		\|Steeb, S.: Zerstörungsfreie Werkstoffstück- und Werkstoffprüfung. 5. Auflage, Expert Verlag, Renningen (2016), (ISBN 978-3-81693-261-1); 2. Auflage (1993) (ISBN 3-8169-0964-7; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter M 41)
	\|-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.: Dickenmessung mit Ultraschall. DVS-Verlag GmbH, Berlin, 2. Auflage, (1998), (ISBN 3-87155-940-7; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter M 44)
	\|-valign="top"		\|-valign="top"
	\|[3]		\|[3]
	\|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"
	\|[4]		\|[4]
Zeile 60:		Zeile 60:
	\|-valign="top"		\|-valign="top"
	\|[5]		\|[5]
	\|Lexikon der Ultraschallsensoren: [http://www.pulsotronic.de/shop/pdf-all-de/normen/Ultraschall_Sensoren.pdf http://www.pulsotronic.de/shop/pdf-all-de/normen/Ultraschall_Sensoren.pdf] (Zugriff am 24.07.~~2016~~)		\|Lexikon der Ultraschallsensoren: [http://www.pulsotronic.de/shop/pdf-all-de/normen/Ultraschall_Sensoren.pdf http://www.pulsotronic.de/shop/pdf-all-de/normen/Ultraschall_Sensoren.pdf] (Zugriff am 23.10.2017)
	\|}		\|}

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

Oluschinski: Die Seite wurde neu angelegt: „{{PSM_Infobox}} Ultraschall-Sender (S)-Empfänger (E)-Prüfköpfe FORCETOC ==Allgemeines== Ultraschall…“

2017-08-15T11:27:26Z

Die Seite wurde neu angelegt: „{{PSM_Infobox}} Ultraschall-Sender (S)-Empfänger (E)-Prüfköpfe __FORCETOC__ ==Allgemeines== Ultraschall…“

Neue Seite

{{PSM_Infobox}}
Ultraschall-Sender (S)-Empfänger (E)-Prüfköpfe 
__FORCETOC__
==Allgemeines==
Ultraschall-S/E-Prüfköpfe, die auch als Sender/Empfänger-Prüfkopfe bezeichnet werden, bestehen aus einer elektrisch und schwingungstechnisch getrennten Sendeeinheit und Empfängereinheit, also separaten [[piezokeramischer Schwinger|piezoelektrischen Schwingern]]. Derartige Prüfköpfe werden verwendet, wenn aufgrund der geringen Dicke des Prüfstücks oder oberflächennaher Ungänzen die Nahauflösung des [[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe|Normal-Prüfkopfs]] selbst bei erhöhten Frequenzen oder Verwendung einer Vorlaufstrecke (Delay-Line) nicht ausreichend ist, d. h. die Rückwand- oder Fehlerechos können zeitlich nicht vom Sendeimpuls getrennt werden. Diese Prüfköpfe beinhalten deshalb zwei elektrisch und akustisch entkoppelte [[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe|Normalprüfköpfe]] in einem Gehäuse, wodurch messtechnisch eine Kombination aus [[Ultraschall-Durchschallungs-Technik|Durchschallungs-]] und [[Ultraschall-Impuls-Echo-Technik|Impuls-Echo-Methode]] entsteht.

==Schematischer Aufbau eines S/E-Prüfkopfes==

Durch die notwendige zweikanalige Ausführung des Ultraschallmesssystems überlagert sich in der Anzeige der Sendeimpuls nicht mit dem Empfangsecho. Damit lassen sich noch dicht unter der Prüfstückoberfläche liegende Fehler nachweisen oder sehr genaue Ergebnisse bei der Wanddickenmessung erzielen [1, 2]. 
Die beiden Schwinger, die ständig in den Betriebsmodi Senden bzw. Empfangen arbeiten, sind bezüglich der Normale oder Trennebene um einen bestimmten Winkel geneigt, den man als Dachwinkel β bezeichnet ('''Bild 1'''). Je nach dem realisierten Dachwinkel werden geneigte Vorlaufstrecken der Länge l unter den [[piezokeramischer Schwinger|Schwinger]] geklebt, wodurch sich die maximale Empfindlichkeit in einem vorgegebenen Tiefenbereich ergibt [1].

[[Datei:S_E_Pruefkoepfe-1.JPG|550px]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 1''':
|width="600px"|Schematischer Aufbau eines Ultraschall-S/E-Prüfkopfs
|}

Die Vorlaufstrecken entsprechen Keilen, die aus gut schallleitenden [[Kunststoffe]]n, wie Polymethylmethacrylat ([[Kurzzeichen]]: PMMA) oder Polystyrol ([[Kurzzeichen]]: PS), bestehen. Zwischen dem [[piezokeramischer Schwinger|Schwinger]] und dem Vorsatzkeil ist zumeist noch eine akustische Anpassungsschicht angebracht, deren Dicke der Viertelwellenlänge (λ/4) des Prüfkopfs entspricht und die insbesondere zur Impedanzanpassung und optimalen Schallübertragung zwischen Schwinger und Vorlauf auf der Sender- und Empfängerseite dient. Neben einem geringen Reflexionsfaktor wird mit einem geeigneten Dämpfungskörper somit auch eine hohe mechanische und akustische Bedämpfung des S/E-Prüfkopfs realisiert [3]. Falls nur eine Neigung der Schwinger bzw. Vorlaufkeile um den Winkel β vorliegt, dann spricht man auch von [[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe|Normal-S/E-Prüfköpfen]]. Werden die Schwinger zusätzlich in der 90°-befindlichen Ebene um den Winkel γ geneigt (γ > β), dann liegt ein Winkel-S/E-Prüfkopf vor, mit dem Transversalwellen im Prüfobjekt erzeugt werden können. Für den Winkel γ gelten die unter dem Begriff [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe|Winkel-Prüfkopf]] festgelegten Bedingungen und Aussagen. 
Der Einsatz- bzw. Arbeitsbereich von S/E-Prüfköpfen liegt in dem Prüfstückbereich, wo sich die Schallfelder des Senders (S) und des Empfängers (E) überlagern ('''Bild 2''').

[[Datei:S_E_Pruefkoepfe-2.JPG|550px]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 2''':
|width="600px"|Schallfeld des Ultraschall-S/E-Prüfkopfs (a) mit großem und kleinem Dachwinkel β und (b) Empfindlichkeits-Abstands-Diagramm
|}

Wie man aus '''Bild 2a''' ersieht, kann man durch die Wahl des Dachwinkels, des Abstands von Sender und Empfänger als auch die Länge des Vorlaufkeils die Nahfeldauflösung in einem weiten Bereich variieren, wobei allerdings auch die Totzone des Prüfkopfs davon beeinflusst wird. Die Empfindlichkeit variiert demzufolge mit dem Laufweg des Ultraschalls l und lässt sich grafisch im Diagramm entsprechend '''Bild 2b''' darstellen. Das dunkelrote Feld markiert die Zone der maximalen Empfindlichkeit und das hellrote Dreieck den Arbeitsbereich. Bei großen Dachwinkeln wird der Ultraschall schon konstruktionsbedingt schräg und nicht senkrecht zur [[Oberfläche]] eingeschallt. Infolge dessen entsteht mit Zunahme des Dachwinkels ein sogenannter Umwegfehler, der sich in einer Vergrößerung der Laufzeit und damit z. B. in einem Fehler bei der [[Ultraschall-Wanddickenmessung|Wanddickenmessung]] niederschlägt. Dieser Fehler kann durch die [[Justieren|Justierung]] des Ultraschallsystems oder rechnerisch bei digitalen Geräten kompensiert werden.

Neben dem Dachwinkel haben auch die Prüffrequenz, die Schwingerart und -form, die Abmessungen des Schwingers und des Vorsatzkeils und der Abstand von Sender und Empfänger Einfluss auf die Qualität und Zuverlässigkeit des Prüfergebnisses [2, 4, 5].

==Ausführungsbeispiele von S/E-Prüfköpfen==

Beispiele für unterschiedliche S/E-Prüfköpfe sind in '''Bild 3''' dargestellt, wo man die separaten Anschlüsse für den Sender und den Empfänger erkennen kann.

[[Datei:S_E_Pruefkoepfe-3.JPG|550px]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 3''':
|width="600px"|Beispiele für S/E-Prüfköpfe (Handprüfköpfe) unterschiedlicher Größe und Frequenz (a) der Fa. GE Measurement & Control Solutions, Alzenau und (b) der Fa. GAZ- Prüftechnik GmbH, Alpen
|}

'''Literaturhinweise'''

{|
|-valign="top"
|[1]
|Steeb, S.: Zerstörungsfreie Werkstoffstück- und Werkstoffprüfung. 5. Auflage, Expert Verlag, Renningen (2016), (ISBN 987-3-8169-3261-1)
|-valign="top"
|[2]
|Matthies, K.: Dickenmessung mit Ultraschall. DVS-Verlag GmbH, Berlin, 2. Auflage, (1998), (ISBN 3-87155-940-7)
|-valign="top"
|[3]
|Deutsch, V., Platte, M., Vogt, M.: Ultraschallprüfung – Grundlagen und industrielle Anwendungen. Springer Verlag, Berlin (2012), (ISBN 978-3-642-63864-0)
|-valign="top"
|[4]
|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
|-valign="top"
|[5]
|Lexikon der Ultraschallsensoren: [http://www.pulsotronic.de/shop/pdf-all-de/normen/Ultraschall_Sensoren.pdf http://www.pulsotronic.de/shop/pdf-all-de/normen/Ultraschall_Sensoren.pdf] (Zugriff am 24.07.2016)
|}

[[Kategorie:Akustische Prüfverfahren Ultraschall]]