Prüfköpfe mit Composite-Schwingern - ein Meilenstein für die Ultraschallprüfung Volltext

Solche breitbandigen Prüfköpfe mit hoher Durchdringungsfähigkeit eignen sich besonders zur Prüfung von Kunststoffen, Verbundwerkstoffen, Guß, Austenit und anderen stark schallschwächenden Materialien. Je nach Prüfproblem weisen Composite-Prüfköpfe zwischen 3 und 20 dB mehr Empfindlichkeit und einen deutlich kürzeren Schallimpuls auf als vergleichbare Prüfköpfe mit klassischer Piezokeramik. Wegen ihrer niedrigen akustischen Impedanz sind Composite-Schwinger besonders vorteilhaft bei allen Prüfköpfen mit Vorlaufstrecken aus Kunststoff, wie SE-Prüfköpfe oder Winkelprüfköpfe, und bei Tauchtechnikprüfköpfen. Insbesondere für automatische Prüfanlagen ist der Einsatz von Composite-Prüfköpfen vorteilhaft, da hier häufig hohe Empfindlichkeit bei extremer Auflösung gefordert wird. Bei Array-Prüfköpfen und sog. Breitstrahler-Prüfköpfen wird der Aufbau mit Composite-Schwingern wesentlich einfacher, da hier eine leichte Bedämpfung ausreicht, um hochauflösende Signale zu erzeugen. Der Prüfkopf wird damit leichter und weniger anfällig gegen anlagentypische thermische und mechanische Schockbelastung.

Composite-Schwinger sind heute wirtschaftlich herzustellen, wenn die erforderliche Technologie zur Verfügung steht. Die höheren Kosten des Schwingers werden teilweise durch einfachere Fertigung des gesamten Prüfkopfes ausgeglichen. Daher wird der Composite-Schwinger überall dort eingesetzt, wo die technischen Vorteile offensichtlich sind. Nicht jeder Prüfkopf muß jedoch breitbandig sein. Eine reproduzierbare Fehlerbewertung nach der AVG-Methode erfordert im Gegenteil schmalbandige Prüfköpfe, so daß hierfür die auf dem Markt befindlichen Prüfköpfe mit klassischer Piezokeramik weiterhin ihre Anwendung finden.

Abb: Echoform (oben) und Spektrum (unten) für einen 2 MHz Tauchtechnik-Prüfkopf mit PZT-Schwinger (links) und Composite-Schwinger (rechts)

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