Charakterisierung von Schallemissions- Sensoren fur den Einsatz in Bergwerken und an Gesteinsproben

摘要

Bei Schallemissionsmessungen (SE-Messungen) in Bergwerken bzw. an Gesteinsproben spielt die Kalibrierung der verwendeten Schallemissions- Sensoren (SE-Sensoren) bei der Bestimmung der Starke (Magnitude) eines akustischen Events eine entscheidende Rolle. Fur die Bestimmung der Sensoreigenschaften im Labor wird in der Regel eine Platte bekannter Grosse bzw. Dicke und bekannten Materials (z.B. Beton, Marmor, Plexiglas) durchschallt. Die Signalquelle wird an einer der beiden Seiten der Platte angebracht. Als Signalquellen werden dabei z.B. Bruche von Glaskapillaren, piezokeramische Sender, aber auch andere Schallquellen verwendet. Die Position des zu charakterisierenden Sensors (Empfangers) kann dann auf der gegenuberliegenden Seite der Platte entlang eines linearen Profils variiert werden, wodurch unterschiedliche Laufwege durch das Material mit unterschiedlichen Einfallswinkeln des akustischen Signals ermoglicht werden. Aus den empfangenen Signalen, die in Form von Seismogrammen bzw. Sonogrammen dargestellt werden, lasst sich die Empfindlichkeit des verwendeten SE-Sensors in Abhangigkeit von Frequenz und Einfallswinkel bestimmen. Ausserdem ist eine Analyse des empfangenen Signals moglich, z.B. hinsichtlich seines Frequenzgehalts im Vergleich zum emittierten Signal und seiner Amplitude. Eigenschaften des Plattenmaterials, wie z.B. die Ausbreitungsgeschwindigkeit und Dampfung der beobachteten elastischen (hier akustischen) Wellen, konnen ebenfalls bestimmt werden. Im hier prasentierten Poster werden verschiedene SE-Sensortypen miteinander verglichen. Dabei werden sowohl die fur SE-Messungen ublichen resonanten SESensoren als auch breitbandige Sensoren als Empfanger verwendet. Ein breitbandiger Ultraschallprufkopf als Sender emittiert dabei Signale, deren Form und Frequenzbereich bekannt sind.