Ferroelektret-Prufkopfe fur die zerstorungsfreie Prufung mit Luftultraschall

摘要

Fur die luftgekoppelte Ultraschall-Prufung wird der Prototyp eines neuartigen Prufkopfes vorgestellt. Statt eines piezokeramischen Ultraschall-Wandlers mit einer λ/4-Anpassschicht wird eine Ferroelektret-Folie aus schaumformigem Polypropylen eingesetzt. Durch die ausserordentlich geringe akustische Impedanz der Folie reduzieren sich die Reflexionsverluste an den Grenzschichten zur Luft so stark, dass bei diesem Prufkopf auf eine λ/4-Anpassschicht verzichtet werden kann. Ausserdem ist die Folie hochspannungsfest. Sie konnte mit Spannungen von mehr als 3500 V angesteuert werden und erlaubte eine Vorspannung am Ultraschall-Wandler des Empfangsprufkopfes von 2000 V. Mithilfe der hohen Anregungsspannung stieg die Amplitude des akustischen Prufimpulses auf das 11,2-Fache. Die Empfindlichkeit des Empfangers erhohte sich durch die Vorspannung weiter um den Faktor 4,3. Insgesamt steigt die Amplitude am Empfanger also auf das 48-Fache, bei gleichbleibendem Rauschpegel. Ein abschliessender Vergleich mit kommerziellen Luftultraschall-Prufkopfen belegt die Uberlegenheit der Folien-Prufkopfe. Damit ruckt der Einsatz einer vollwertigen Impuls-Echo-Technik auch bei der luftgekoppelten Ultraschallprufung deutlich naher.