Ultraschallmessverfahren mit Annular Arrays zur verbesserten Bestimmung von Materialeigenschaften und Charakterisierung von Einschlüssen

Die Gruppenstrahler-Prüftechnik (Phased Array) ermöglicht durch die zeitverzögerte
Ansteuerung der einzelnen Elemente eines Gruppenstrahlerprüfkopfes
eine Manipulation des Schallfeldes. So lassen sich verschiedene Einschallwinkel
erzeugen, wodurch auf einmal ganze Volumina abgescannt werden können.
Zudem kann mit Gruppenstrahlerprüfköpfen die Fokuslage variiert werden,
womit sich eine Verbesserung der Bildgebung bei bildgebenden Verfahren
basierend auf Ultraschall erreichen lässt.
Die meisten kommerziell verfügbaren Phased Array Systeme für die Zerstörungsfreie
Prüfung arbeiten mit Linear Arrays. Dabei haben Annular Arrays
großes Potential bei der Entwicklung neuartiger Messverfahren für die ZfP.
Sie ermöglichen beispielsweise eine punktförmige Fokussierung entlang ihrer
akustischen Achse mit, im Vergleich zu Linien- oder Matrix-Arrays, wenigen Elementen.
Weiterhin beinhaltet die Schalldruckverteilung auf den Arrayelementen
Information, aus der eine Bestimmung von Form und Größe von Reflektoren
möglich ist.
In dieser Arbeit werden zwei neue Verfahren für Ultraschall Annular-Arrays
vorgestellt: Ein Verfahren zur simultanen Bestimmung von Schichtdicken und
Schallgeschwindigkeiten geschichteter Strukturen sowie ein Verfahren zur
Klassifikation von Einschlüssen in kugel- oder kreisscheibenförmig.