Ultraschallprüftechnik



Dem Verborgenen auf der Spur

 Rumpfschale eines Flugzeugs aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK). Auch solche Bauteile werden mittels Ultraschall auf ihre Unversehrtheit hin überprüft.
zum Bild Rumpfschale eines Flugzeugs aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK). Auch solche Bauteile werden mittels Ultraschall auf ihre Unversehrtheit hin überprüft.

Ihr habt bestimmt schon einmal von Ultraschalluntersuchungen beim Arzt gehört. Der Arzt kann mit Hilfe dieser Technik in einen Körper hineinschauen und beispielsweise Schäden im Gewebe oder am Knochen erkennen. Ursprünglich wurde diese Technologie entwickelt, um U-Boote im ersten Weltkrieg schnell und präzise ausfindig machen zu können. Der Franzose Paul Langevin entwickelte ein Verfahren, bei dem das Wasser durch Schallwellen abgetastet wurde. Für medizinische Zwecke eignete sich dieses Verfahren damals hingegen noch nicht, da die Schallwellen zu intensiv für den menschlichen Körper waren. Auch in der Natur findet man diese Technik: Delphine und Fledermäuse jagen damit ihre Beute oder "sehen" in der Dunkelheit. Wir machen uns diese Technik zunutze, um in technisch hoch belastete Bauteile hineinzuschauen und somit auf Fehlstellen zu überprüfen.

Was ist Ultraschall und wie kann man etwas prüfen, das man nicht sieht?

 Messung des reflektierten Signals eines intakten Bauteils
zum Bild Messung des reflektierten Signals eines intakten Bauteils

Als Ultraschallwellen bezeichnet man elastische Wellen im Frequenzbereich oberhalb des menschlichen Hörbereichs, also mehr als 20 Kilohertz. In der Werkstoffprüfung werden bis zu 100 Megahertz eingesetzt. Das Prinzip der Prüftechnik beruht auf der Sendung von Ultraschallwellen durch das zu prüfende Bauteil. Misst man die Intensität der Reflexionen oder die Intensität der Ultraschallwellen auf der Rückseite des Prüfkörpers, kann man sich so ein Bild vom Inneren des Bauteils machen. Dadurch können Bauteile geprüft werden ohne diese zu zerstören. Nach der erfolgreichen Prüfung können die Bauteile ordnungsgemäß eingesetzt werden.

 Schüler am Ultraschallversuchsstand im DLR_School_Lab
zum Bild Schüler am Ultraschallversuchsstand im DLR_School_Lab

Um die Prüftechnik zu verstehen, experimentiert Ihr im DLR_School_Lab am Ultraschallversuchsstand. Ihr lernt, was Ultraschall eigentlich ist und findet heraus, wie schnell sich Ultraschall in Wasser und Luft ausbreitet und prüft anschließend ein Bauteil aus dem Flugzeugbau auf Fehlstellen.


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http://www.dlr.de/schoollab/desktopdefault.aspx/tabid-7011/11625_read-28147/
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Experiment­beschreibung Ultraschall­prüftechnik (http://www.dlr.de/schoollab/Portaldata/24/Resources/dokumente/bs/Experimentsbeschreibung_Ultraschallpruefung_final.pdf)