- Die Vergleichskörper-Methode
- Die AVG-Methode
Die Gesetzmäßigkeiten bei der Schallausbreitung in Materie sind seit langem theoretisch bekannt und wurden durch viele Experimente praktisch bestätigt. Die Entwicklung der modernen Bewertungsverfahren zeigt zwei Wege auf: Bei der Vergleichskörper-Methode
wird die Charakteristik des Schallfeldes jeweils vor einer Ultraschallprüfung ermittelt, die AVG-Methode dagegen benutzt die Theorie in Form der für die Prüfköpfe vorliegenden AVG-Diagramme. Ein AVG-Diagramm zeigt die Echoamplituden von Kreisscheibenreflek-
toren verschiedener Durchmesser und eines großen, ebenen Reflektors (Rückwand) als Funktion des Abstandes (Abb.1) AVG-Diagramm.
- 1. Vergleichskörper-Methode Voraussetzung: Ein dem Prüfobjekt entsprechender Vergleichskörper mit einem oder mehreren Vergleichsreflektoren muß zur Prüfung vorliegen. Anhand der im Vergleichskörper vorliegenden Bohrungen wird die Entfernungsabhängigkeit der Echoamplitu- den experimentell ermittelt und als Kurve auf den Bildschirm des Prüfgerätes übertragen (DAC - Distance Amplitude Correction). Diese Kurve enthält automatisch alle Einflüsse des Prüfkopfes (Schallfeld) und des Materials. Das Prüfobjekt kann nun mit dem Prüfkopf abgetastet werden. Eine registrierpflichtige Anzeige liegt vor, wenn ein Echo die DAC-Kurve erreicht oder überschreitet.
- 2. AVG-Methode
Voraussetzung: Zu dem Prüfkopf, der für die Prüfaufgabe eingesetzt werden soll,
muß das entsprechende AVG-Diagramm vorliegen.
Für einen spezifizierten Reflektor, den Bezugsreflektor, wird die Bezugsverstärkung des Prüfgerätes ermittelt, bei der das Bezugsecho auf einer festgelegten Bildschirmhöhe steht (Bezugshöhe). Danach wird die Geräteverstärkung um einen bestimmten Wert erhöht: Die Prüfempfindlichkeit wird eingestellt.
Ist der Bezugsreflektor ein Kreisbogen aus einem der genormten Kontrollkörper, so ist die Geräteverstärkung entsprechend dem für den Winkelprüfkopf vorliegenden Korrekturwert zu verändern: Der Amplituden-Korrekturwert wird eingestellt.
Bei unterschiedlichen Oberflächenqualitäten zwischen Prüfobjekt und Kontrollkörper muß die Transferkorrektur experimentell ermittelt und ebenfalls berücksichtigt werden. Für das maximale Echo einer aufgefunden Anzeige wird die Verstärkungsdifferenz zum Bezugsecho bestimmt.
Jetzt wird die Ersatzreflektorgröße grafisch aus dem AVG-Diagramm ermittelt. Falls erforderlich, wird noch die Schallschwächungskorrektur durchgeführt.
Damit ist es möglich zu beurteilen, ob die Anzeige registrierpflichtig ist oder nicht. Allerdings ist bei der AVG-Methode eine deutliche Vereinfachung der Bewertung durch den Einsatz einer AVG-Skala möglich (Abb.2).
Abb.2 Bewertung mit einer AVG-Scala.
Hierbei benutzt der Prüfer eine
Vorsatzscheibe für den Bildschirm des Ultraschallgerätes, die eine oder mehrere fertige Registrierkurven enthält. Damit entfällt die lästige grafische Auswertung mit dem AVG-Diagramm. Der Prüfer kann Fehleranzeigen direkt anhand der Kurve beurteilen.
zeigt sofort die Vor- und Nachteile auf folgender Tabelle.
Vor- und Nachteile von AVG- und Vergleichskörpermethode
| Vergleichskörper-Methode | AVG-Methode| Vorteile | Die DAC-Kurve enthält alle prüfrelevanten | Einflüsse, das heißt zeitaufwendige Korrekturen sind nicht erforderlich. Einfache und sichere Bewertung. Kein Vergleichskörper erforderlich | Nachteile | Herstellung bzw. Beschaffung eines | geeigneten Vergleichskörpers. Aufnahme der DAC-Kurve für jede Prüfanwendung Messung und Berücksichtigung verschiedener, | individueller Korrekturen. Grafische Ermittlung der Ersatzreflektorgrße |
Abb.3 Das Ultraschallgerät USN 50 mit AVG-Bildschirm
Die AVG-Diagramme von 13 Standard-Prüfköpfen sind im Gerät gespeichert. Aber auch andere Prüfköpfe können anhand ihrer Parameter programmiert und in einem der 30 Datensätze abgelegt werden. Als Bezugsreflektor kann eine Flachbodenbohrung (Kreisscheibe), Querbohrung oder Rückwand gewählt werden. Die Anwendung der AVG-Methode im USN 50 wird durch das Bedienkonzept beson ders einfach und sicher; eine Fehlbedienung durch den Prüfer ist durch die Anzeige von Warnhinweisen auf dem Bildschirm weitgehend ausgeschlossen. Nach Eingabe aller für die Fehlerbewertung erforderlichen Parameter wird auf dem Bildschirm des Gerätes die entsprechende Registrierkurve elektronisch abgebildet (Abb.4).
Abb.4 Bildschirminhalt des USN 50 bei aktiver AVG-Funktion.
Das Auswerteprogramm sorgt für eine direkte Bewertung einer aufgefundenen Anzeige. Alle erforderlichen Korrekturen werden dabei berücksichtigt: Die Registrierschwellenüberschreitung, also der dB-Wert, um den eine Fehleranzeige die vorgegebene Registrierkurve überschreitet, wird direkt auf dem Bildschirm angezeigt. Diese Form der Auswertung ent- spricht der Praxis der meisten Prüfrichtlinien. Dazu zählen zum Beispiel die bekannte HP 5/3, DIN 54 125, SEL 072 usw., aber auch alle anderen Spezifikationen, bei denen Flachbodenbohrungen als Vergleichsreflektoren vorgeschrieben sind.
Der Autor:
Dipl.-Phys. Michael Berke
war viele Jahre Schulungsleiter auf dem Gebiet der Ultraschallprüftechnik
und ist heute Produktleiter für Ultraschallprüfgeräte
bei der Krautkrämer GmbH D-Hürth.
E-Mail: 100656.65@compuserve.com