Die Phased-Array-Technologie hat sich zu einem wichtigen Werkzeug der Ultraschall-zfP entwickelt. Der Betrieb von elektromagnetisch angeregten Ultraschall(EMUS)-Prüfköpfen als Phased-Arrays (PAs) hat den Einsatzbereich dieser Technologie zusätzlich erweitert. Dieser Beitrag stellt derzeitige Aktivitäten und zukünftige Trends in der PA-Technologie vor, die am IZFP verfolgt werden.

Im ersten Teil dieses Beitrages wird eine PA-Elektronik vorgestellt, die mit hochintegrierten Digital- und Analogbausteinen aufgebaut wird. Diese Bausteine werden zur Zeit von einem Fraunhofer-Forschungsverbund entwickelt. Die Realisierung neuartiger, mit bisherigen piezoelektrischen Materialien nicht realisierbarer Array-Prüfkopftypen wird mit einem piezoelektrischen Faser-Komposit möglich, dessen Entwicklung im Rahmen eines Leitprojekts verfolgt wird.

Im zweiten Teil des Beitrags wird über Verbesserungen im PA-Design mittels mathematischer Modellierung berichtet. Die Vielzahl der Prüfkopf-Design-Parameter erfordert eine geeignete Evaluierung der Prüfkopf-Eigenschaften. Insbesondere bei der Betrachtung anisotroper Medien sind umfassende Informationen über das Prüfkopf-Schallfeld notwendig. In dieser Hinsicht haben Simulation und Optimierung eine beträchtliche Bedeutung erlangt. Es werden Beispiele gezeigt, bei denen durch mathematische Modellierung Verbesserungen der Leistungsfähigkeit von EMUS-Phased-Arrays erzielt wurden. Zunächst wird ein optimierter Prüfkopf für die Schienenprüfung mit SH-Wellen vorgestellt. Ein weiteres Beispiel ist die dreidimensionale Simulation und Visualisierung der räumlichen Schallfeldverteilung von EMUS-PAs in anisotropem Schweißgut. Der Einfluß verschiedener Design-Parameter auf die Prüfkopfeigenschaften wird illustriert.