Genau wie bei einer bestimmten galaktischen Superwaffe sind Kristalle ein wesentlicher Bestandteil von Prüfköpfen. Ein kleiner, aber wichtiger Unterschied besteht allerdings darin, dass die Kristalle in unseren Prüfköpfen für zerstörungsfreie Prüfungen verwendet werden, und nicht, um Planeten zu zerstören.
Prüfköpfe verwenden piezoelektrische Keramikkristalle, um elektrische Energie in mechanische Energie in Form von Ultraschall umzuwandeln und dann den zurückkehrenden Ultraschall in elektrische Energie umzuwandeln. Diese elektrischen Signale werden von einem Prüfgerät verarbeitet, um Prüfern Informationen zum Prüfteil zu liefern.
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| Grafik über den Aufbau eines Prüfkopfs. |
Die Keramikelemente im Prüfkopf sind in einer kristallinen Gitterstruktur angeordnet, die sich vorhersagbar verformt, wenn sie mit Nennstrom gepulst werden. Die wiederholte Verformung der Kristallfläche erzeugt eine Ultraschallwelle, die sich im Prüfteil ausbreitet. Die Kristallstruktur kann so ausgerichtet werden, dass sie die Verformung longitudinal oder transversal maximiert und somit Longitudinal- oder Transversalwellen erzeugt werden. Die Dicke des piezoelektrischen Elements bestimmt die Frequenz des erzeugten Ultraschalls: dickere Kristallelemente erzeugen Ultraschall mit niedrigerer Frequenz und dünnere Kristallelemente erzeugen Ultraschall mit höherer Frequenz.
Die Frequenz für eine gegebene Dickenmessung hängt von mehreren Faktoren ab, wie den akustischen Eigenschaften des Prüfteilmaterials und der benötigten Dickenauflösung. Die Frequenz zur Fehlererkennung ist abhängig von der kleinsten zulässigen Fehlergröße.
Verschiedene Prüfkopftypen werden speziell für unterschiedliche Prüfanwendungen hergestellt.