Ultraschallprüfung von Betonbauteilen – laufzeitgesteuerte Gruppenstrahler mit Punktkontaktprüfköpfen

Frank Mielentz; Viktor Feller; Martin Krause; Reinhold Orglmeister

doi:10.3139/120.110723

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Ultraschallprüfung von Betonbauteilen – laufzeitgesteuerte Gruppenstrahler mit Punktkontaktprüfköpfen

Frank Mielentz , Viktor Feller , Martin Krause and Reinhold Orglmeister

Published/Copyright: March 27, 2015

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From the journal Materials Testing Volume 57 Issue 4

Kurzfassung

In den letzten Jahren werden vermehrt trocken ankoppelbare Ultraschall-Punktkontaktprüfköpfe erfolgreich für Prüfaufgaben im Bauwesen angewendet. Oft werden mehrere Punktkontaktprüfköpfe in einem Gehäuse zu einer Strahlergruppe kombiniert, um die Schallbündelung zu verbessern oder um einzelne Prüfköpfe nacheinander als Sender und Empfänger zu betreiben und die Messsignale nach der Messung einer SAFT-Auswertung zuzuführen. Alternativ können die einzelnen Prüfköpfe einer solchen Gruppe laufzeitgesteuert angeregt und dadurch schon während der Messung das Prüfkopfschallfeld beeinflusst werden. Für diese Technik sind die Bezeichnungen laufzeitgesteuerte Ultraschall-Gruppenstrahler oder „Phased Array“ gebräuchlich. Mit den präsentierten Untersuchungen sollen die Anwendungsmöglichkeiten der Gruppenstrahlertechnik im Niederfrequenzbereich durch den Einsatz von Punktkontaktprüfköpfen verbessert werden. Dazu werden verschiedene Wellenarten eingesetzt und der Einfluss der Anordnung der Strahlerelemente im Array untersucht.

Abstract

In recent years, ultrasonic probes with dry point contact for testing in civil engineering have been successfully used. Usually, several point contact probes are arranged in an array in order to improve the sound focusing. In another setup, the probes operate as transmitter and receiver sequentially and the measured signals are used for a SAFT calculation. Alternatively, the single probes of an array can be triggered time controlled. In this configuration, the sound field can be controlled during the measurement. The technical terms “time controlled ultrasonic array” or “phased array” are used for this technique. In previous studies with ultrasonic longitudinal probes, it could be shown that focusing the sound beam in concrete is possible. Investigations were carried out to improve the application potentials of the phased array technique in the low frequency range by using point contact probes. These measurements used different types of waves and investigated the influence of the arrangement of the single probes in the array.

§Korrespondenzadresse, Dr.-Ing. Frank Mielentz, BAM Federal Institute for, Materials Research and Testing, Unter den Eichen 87, 12205 Berlin, Germany, E-mail: frank.mielentz@bam.de

Dr.-Ing. Frank Mielentz, Jahrgang 1964, studierte Elektrotechnik und promovierte an der TU Berlin auf dem Gebiet der Ultraschallprüfung. Zurzeit ist er als wissenschaftlicher Angestellter in der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung in dem Fachbereich 8.2 „Zerstörungsfreie Schadensdiagnose und Umweltmessverfahren“ beschäftigt. Dort ist er auf dem Gebiet der Neu- und Weiterentwicklung von zerstörungsfreien Prüfverfahren, insbesondere der Ultraschallecho-Verfahren, für das Bauwesen tätig.

Dipl.-Ing. Viktor Feller, Jahrgang 1981, studierte Technische Informatik an der TU Berlin. Er ist zurzeit in der BAM im Fachbereich 8.2 „Zerstörungsfreie Schadensdiagnose und Umweltmessverfahren“ und an der TU Berlin im Fachgebiet „Elektronik und medizinische Signalverarbeitung“ als wissenschaftlicher Angestellter tätig. Die Beschäftigung erfolgt im Rahmen des Gemeinschaftsprojektes „Zerstörungsfreie Prüfung von Betonbauteilen mit Ultraschall-Gruppenstrahlern in Verbindung mit statistischer Signalverarbeitung“.

Dr. rer. nat. Martin Krause, Jahrgang 1951, studierte Physik und promovierte auf dem Gebiet der Festkörperphysik an der Technischen Universität Berlin. In der BAM ist er zurzeit im Fachbereich 8.2 „Zerstörungsfreie Schadensdiagnose und Umweltmessverfahren“ tätig. Der Arbeitsschwerpunkt liegt in der Entwicklung und Anwendung von bildgebenden Ultraschallecho-Verfahren im Bauwesen, insbesondere für Beton- und Holzbauteile.

Prof. Dr.-Ing. Reinhold Orglmeister, Jahrgang 1955, studierte Elektrotechnik an der TU Berlin. Im Rahmen seiner wissenschaftlichen Mitarbeit am Institut für Theoretische Elektrotechnik promovierte er 1985 mit einem Thema aus der Feldtheorie. Anschließend war er über fünf Jahre am Forschungsinstitut und im Geschäftsbereich „Mobile Kommunikation“ der Robert Bosch GmbH in Berlin tätig. 1991 folgte er dem Ruf an die TU Berlin, wo er als Geschäftsführender Direktor das Institut für Energie- und Automatisierungstechnik vertritt und das Fachgebiet Elektronik und medizinische Signalverarbeitung leitet.

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Online erschienen: 2015-03-27

Erschienen im Druck: 2015-04-01

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