Einsatzpotenzial von laufzeitgesteuerten Ultraschall-Gruppenstrahlern an Betonbauteilen [article]

Frank Mielentz, Technische Universität Berlin, Technische Universität Berlin, Reinhold Orglmeister
2006
Die Ultraschallprüfung als klassisches Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung findet zunehmend auch im Bauwesen Anwendung. Der dafür anwendbare Frequenzbereich ist aufgrund von Streuungen an den Gesteinskörnern und Luftporen auf etwa 200 kHz begrenzt. Da man aus praktischen Gründen auf kleine Prüfkopfgrößen beschränkt ist, führen die niedrigen Prüffrequenzen zu einem für die Ultraschallprüfung ungünstig kleinen Verhältnis des Prüfkopfdurchmessers zur Wellenlänge. Die Folge ist ein fast
more » ... tetes Abstrahlungsverhalten für Longitudinalwellen. Außerdem kommt es zusätzlich zu einer erheblichen Abstrahlung von Transversal- und Oberflächenwellen, die eine Ultraschallprüfung mit der Impuls-Echo-Methode erschweren. Um das Abstrahlungsverhalten zu verbessern, kann man mehrere Prüfköpfe zu Strahlergruppen zusammenschalten oder mit geringerem Aufwand an Gerätetechnik und Prüfköpfen nach dem Prinzip der synthetischen Apertur entsprechende Strahlergruppen durch sequentielle Abtastung einer "Apertur"-Fläche mit einem Prüfkopf nachbilden. Im Rahmen der Arbeit werden Konzepte für den Einsatz der Ultraschallprüfung mit Strahlergruppen an Betonbauteilen vorgestellt und der Einfluss der Betoneigenschaften auf die Ultraschallausbreitung bei der Anwendung dieser Techniken untersucht. Um den Einfluss der Schwingerform und -größe der Prüfköpfe auf das Schallfeld theoretisch zu untersuchen, wurde ein Rechenprogramm auf Grundlage der Punktquellensynthese entwickelt, das bei der Berechnung die Annahme beliebiger Schwingergeometrien und -anordnungen zulässt. Für die experimentellen Untersuchungen wurde ein laufzeitgesteuerter Gruppenstrahler für den Niederfrequenzbereich, bestehend aus zehn einzelnen Prüfköpfen, aufgebaut, mit dem das Schallbündel im Betonbauteil geschwenkt und/oder fokussiert werden kann. Um die Ausbildung der Schallfelder des zeitlich gesteuerten Gruppenstrahlers und deren Steuerbarkeit unter den Bedingungen des inhomogenen Werkstoffes Beton auch experimentell zu überprüfen, wurden zunächst sowohl Schallfeldprofile [...]
doi:10.14279/depositonce-1490 fatcat:dqn2zx36efbhbijlhbxry2fgby