Grundelemente der Bildgebung - Einführung

Sowohl bei konventionellem Ultraschall als auch mit Phased-Array werden hochfrequente Schallwellen in ein Prüfteil eingeschallt, um dessen Innenstruktur zu prüfen oder dessen Dicke zu messen. Beide Ultraschalltechniken beruhen auf denselben Grundregeln der Physik der Schallausbreitung und beide werden nach denselben Konzepten bildlich dargestellt.

Geräte für die zerstörungsfreie Prüfung mit konventionellem Ultraschall sind gewöhnlich mit einem Einzelschwingerelement ausgestattet, das hochfrequente Schallwellen sendet und empfängt, oder mit zwei Elementen, eines zum Senden, das andere zum Empfangen. Das typische Gerät ist ein einkanaliges Handprüfgerät, das das Ultraschallsignal mithilfe eines integrierten, mit einem geräteeigenen Anzeige- und Messmodul koordinierten digitalen Prüfsystems empfängt. In komplexeren Geräten werden mehrere Impulsgenerator-/Empfängerkanäle mit einer Gruppe von Prüfköpfen eingesetzt, um den Prüfbereich zu erhöhen und verschiedene Tiefen und Fehlerausrichtungen prüfen zu können. Oft besitzen sie auch Alarmausgänge. In weiterentwickelten Systemen werden konventioneller Ultraschall mit Positionsweggebern, Steuergeräten und Softwareprogrammen zu einem Darstellungssystem integriert.

Phased-Array-Geräte sind dagegen mehrkanalig, da sie Erregungsmuster (Sendemodulierungen) für Sensoren mit 16 bis 256 Elementen liefern müssen. Anders als Prüfgeräte mit konventionellem Ultraschall können Phased-Array-Systeme das Schallbündel eines einzigen Sensors auf einem geraden Schallweg steuern, durch eine Reihe von Einschallwinkeln schwenken oder dynamisch in verschiedenen Tiefen fokussieren, wodurch sich die Vielseitigkeit erhöht und mehr Prüfkonfigurationen ermöglicht werden. Diese zusätzliche Fähigkeit, mit eine m einzigen Sensor viele Schallwege erzeugen zu können, ist ein deutlicher Vorteil bei der Fehlererkennung, der darüberhinaus die Möglichkeit eröffnet, den Prüfbereich bildlich anzuzeigen. Durch die bildliche Darstellung des Phased-Arrays kann der Prüfer Änderungen von Punkt zu Punkt und das Echo eines Defekts unter vielen Winkeln sehen, was beim Erkennen und bei der Größenbestimmung von Indikationen hilft. Wenn dies auch sehr kompliziert erscheint, vereinfacht es doch in der Praxis die Erweiterung des Prüfbereichs, da die komplexen Halterungen und die vielen Prüfköpfe überflüssig werden, die oft für die Prüfung mit konventionellem Ultraschall nötig sind.

Im Folgenden werden die wesentlichen Anzeigenformate von Prüfdaten mit konventionellem Ultraschall und Phased-Array erklärt.

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