Berührungslose Prüfung mit luftgekoppeltem Ultraschall

SONOAIR R&D - Luftultraschallprüfung SchaumkernSONOAIR R&D - Luftultraschallprüfung MehrkanalfähigkeitSONOAIR R&D - Luftultraschallprüfung TransmissionSONOWARE C-Scan - Luftultraschallprüfung C-Scan Impact SchadenSONOWARE C-Scan - Luftultraschallprüfung WabeSONOWARE C-Scan - Luftultraschallprüfung Verklebung PMMA Platte
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Vorteile

  • Berührungsloses Prüfverfahren, Ankopplung über die Luft
  • Prüfung stark dämpfender Materialien
  • Hohe Auflösung durch Einsatz von fokussierenden Prüfköpfen

 

Wichtige Anwendungsfelder

  • Grenzflächendetektion
  • Nachweis von Inhomogenitäten
  • Scan von großflächigen Fehlstellen wie Delaminationen

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Luftultraschallprüfung mit SONOAIR® R&D

SONOAIR® R&D erlaubt eine freie Konfiguration der Sendercharakteristik mit einer Spannung von bis zu 800 V. Durch die Kombination aus Vorverstärker am Empfänger und Endverstärker in der Anlage erreicht das System ein extrem niedriges Eigenrauschen von < 1 nV / √Hz.

Die Verstärkerdynamik von 120 dB ermöglicht auch bei hoch dämpfenden Materialien einen sehr guten Signal-Rausch-Abstand (SNR), um ein eindeutiges und reproduzierbares Messergebnis zu generieren.

Das Prinzip Luftultraschall

Messmethode

Transmission

Die luftgekoppelte Ultraschallprüfung in Transmission ist die ideale Messmethode um die häufigsten Fehler in modernen Mehrschichtverbunden zu detektieren. Hierzu zählen Delaminationen, Lufteinschlüsse, Kissing Bonds und Impactschäden.

Durch die Verwendung von Luft als Koppelmittel können auch mit Ultraschall kleine Fehler detektiert werden. Mit einer Wellenlänge von 0,85 mm können bei entsprechender Scanrasterung Fehler ab ca. 1 mm Größe detektiert werden.

Gleichzeitig ermöglicht die SONOAIR® R&D Technologie Messungen an hoch dämpfenden Materialien, welche mit der wassergekoppelten Ultraschallprüfung kaum oder gar nicht prüfbar wären. Hierzu zählen beispielsweise Schäume, Komposite, Keramiken, Holz, Beton sowie Wabenstrukturen. Darüber hinaus können hochmoderne Faserkunststoffverbunde (CFK, GFK) auf gleichgroße Fehler wie bei konventionellen Ultraschallprüfverfahren geprüft werden.

Software - SONOWARE Basic / Advanced

Die SONOWARE Prüfsoftware für luftgekoppelte Ultraschallprüfung ist eine speziell für den Einsatz in Laboren und einfachen Industrieanlagen entwickelte Software. SONOWARE Basic ist ideal für die schnelle Prüfung von Bauteilen im Labor geeignet. Die intuitive grafische Benutzeroberfläche ermöglicht nach kurzer Einweisung die Parametrisierung, Durchführung und Auswertung der SONOAIR® Prüfung.
SONOWARE Advanced hingegen eignet sich ideal für die Entwicklung neuer Prüf- und Auswertemethoden. Die Advanced Version bietet vollen Zugang zu den Roh-Daten in einem binären Format. Zusätzlich steht eine Toolbox an Filtern und Prozessoren bereit, um die Messergebnisse zu optimieren.

Messergebnisse in SONOWARE (C-Scans)

SONOAIR® R&D bietet die Möglichkeit das Messergebnis per A-/C- oder D-Bild darzustellen sowie die Rohdaten der Messergebnisse zu exportieren. In der unteren C-Bild Darstellung werden die maximalen Amplituden sämtlicher Einzelmessungen (A-Bilder) farbcodiert zusammengefasst. Die kleinste detektierbare Fehlergröße und die Durchschallungsfähigkeit hängen insbesondere von den Materialdimensionen, der erwarteten Fehlerart, der Prüffrequenz sowie von der gewählten Messauflösung und Scangeschwindigkeit ab. Die Beispielscans wurden mit einer Auflösung von 1 x 1 mm bei einer Prüfgeschwindigkeit von 100 mm / s aufgenommen.

C-Scan einer Verklebung von 2 Kunststoffplatten

Prüfmethode: Transmission
Fehlerart: Lufteinschlüsse und Unvollständige Klebstoffadhäsion
Prüfkopf: CF400
Fehlergröße: min. Ø 2mm

C-Scan eines Akkus

Prüfmethode: Transmission
Fehlerarten: Lufteinschlüsse, Elektrolytverteilung
Prüfkopf: CF400

C-Scan einer Wabe

Prüfmethode: Transmission
Fehlerart: Impact Schaden und delaminierte Deckschicht
Prüfkopf: CFC230_D25_P65

C-Scan einer feuerfesten Keramiken

Prüfmethode: Transmission
Fehlerarten: Delaminationen und Dichteschwankungen vor und nach dem Sinterprozess
Prüfkopf: CF075 und CF125

Technische Daten

Allgemeine Daten
19'' Einheit bestehend aus

PC mit Windows Betriebssystem und
Anlagensoftware; Digitizer 14 Bit, 100 MS/s; Sendeeinheit; Empfangseinheit

Betriebstemperatur5 bis 40°C
Netzwerkschnittstelle1 GBit/s LAN
SchutzklasseIP20
NormenDIN EN 601010, DIN EN 60204
Sender
Anzahl der Kanäle1 oder 4 Kanäle
Frequenzbereich35 kHz bis 30 MHz
Impulshöhe Einstellbar von 8 bis 400 V
Max. Leistung2 kW (400 V), Optional 4 kW (800 V)
Rechteck-Burst-SenderFrei konfigurierbar (für jeden Rechteckimpuls innerhalb eines Bursts ist die Impulsbreite individuell einstellbar)
Empfänger
Anzahl der Kanäle1 oder 4 Kanäle
Frequenzbereich35 bis 750 kHz
Verstärkung0 bis 120 dB (in 0,5 dB-Stufen einstellbar)
Rauschen1nV/√Hz
Scanner (Standard)
Scanbereich (X x Y x Z)500 x 500 x 160 mm (weitere Scanner verfügbar)
Positionierungsgenauigkeit20 μm
ScaninkrementMinimal 50 μm

Veröffentlichungen

Single-Sided Contact-Free Ultrasonic Testing - A New Air-Coupled Inspection Technology for Weld and Bond Testing

Mario KIEL , Ralf STEINHAUSEN, Andreas BODI, and Manuel LUCAS

Veröffentlicht 2017 auf der APCNDT Konferenz in Singapur

Download Paper

Air-Coupled Ultrasonic Inspection of Fiber-Reinforced Plates Using an Optical Microphone

Janez RUS, David KULLA, Jan-Carl GRAGER, Christian U. GROSSE

Veröffentlicht 2019 zur DAGA - 5. Jahrestagung für Akustik, 18. - 21. März 2019

Download Paper

A Modular Approach to Non-Contact Ultrasonic Testing of Composites

Peter HOLSTEIN, Uwe HEUERT, Hans-Joachim MÜNCH, Mario KIEL

Veröffentlicht auf der ECNDT 2014

Download Paper

Einseitige Luftultraschallprüfung von Blech-verbindungen - Eine Sache der Geometrie

Mario KIEL, Ralf STEINHAUSEN, Andreas BODI

Veröffentlicht 2017 auf der DGZfP Jahrestagung

Download Paper

Luftgekoppelter Ultraschall – Vorstellung neuer Ansätze im Bereich der koppelmittelfreien Prüfung

Franz SCHÖNBERG, Ralf STEINHAUSEN, Michael PFEIFFER, Andreas BODI, Tobias GAUTZSCH

Veröffentlicht 2018 auf der DGZfP Jahrestagung

Download Paper

Downloads

TypTitelDateigröße
SONOAIR_Flyer.pdf5,31 MB

Schulungen für SONOAIR®

Gemeinsam mit unserem Partner dem "Forschungszentrum für Ultraschall" (FZU) in Halle bieten wir Ihnen Schulungen zum Thema Luftultraschall an. Weitere Informationen finden Sie hier.

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Fritz Busch

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Fritz Busch

+49 (0)345 / 133 17-839
fritz.busch@sonotec.de

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