Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Ultraschall-Tomographie an Betonbauteilen
Bei der Herstellung von Betonbauteilen können als Gussfehler Hohlräume entstehen. Diese so genannten Kiesnester beeinträchtigen die Stabilität vor allem von Betonsäulen, wenn ihr Anteil am Querschnitt zu groß wird. In diesem Beitrag wird gezeigt, dass die Ultraschall-Tomographie in Transmission geeignet ist, derartige Fehlstellen nachzuweisen. Dazu wird das tomographische Verfahren adaptiert, indem eine Fächerstrahlanordnung für kreisförmige Querschnitte modifiziert und ein äußeres Medium simuliert werden. Für die Rekonstruktion mit dem Algorithmus der gefilterten Rückprojektion (Filtered Backprojection) werden Abbildungsgrößen auf Basis von Pulsschwächung und Pulsgeschwindigkeit definiert. Die Anwendbarkeit der Ultraschall-Tomographie wird mit Messungen für Longitudinal- und Transversalwellen gezeigt. Während die Rekonstruktionen der Pulsgeschwindigkeit gute Ergebnisse liefert, schränken Ankoppelschwankungen die Bildqualität bei der Rekonstruktionen der Pulsschwächung ein. Die Untersuchungen sollen an Testkörpern mit Bewehrung und unterschiedlich gelagerten Zielen fortgesetzt werden. Es wird erwartet, dass durch entsprechende Polarisation von Transversalwellen der Einfluss der Bewehrung gering gehalten werden kann. Vor allem bei der Rekonstruktion der Pulsschwächung muss die Gleichmäßigkeit der Ankopplung verbessert werden. Arbeiten dazu sind bereits im Gange. Als relativer Parameter können auch spektrale Energierelationen der Empfangspulse verwendet werden, wodurch Ankoppelschwankungen ausgeglichen werden. Kurze Messzeiten sind durch die Verwendung von speziellen Wandlern mit Luftankopplung möglich. In Vorversuchen in Zusammenarbeit mit dem Ingenieurbüro Dr. Hillger, Braunschweig, konnten die Empfangspulse aber noch nicht genügend sicher detektiert werden. Die erfolgreichen Versuche in Sende-Empfangs-Anordnung lassen aber eine Lösung möglich erscheinen. Erfolg versprechend erscheinen auch Anordnungen mit einer großen Zahl elektronisch umschaltbarer Wandler. Arbeiten dazu befinden sich in Vorbereitung.
Ultraschall-Tomographie an Betonbauteilen
Bei der Herstellung von Betonbauteilen können als Gussfehler Hohlräume entstehen. Diese so genannten Kiesnester beeinträchtigen die Stabilität vor allem von Betonsäulen, wenn ihr Anteil am Querschnitt zu groß wird. In diesem Beitrag wird gezeigt, dass die Ultraschall-Tomographie in Transmission geeignet ist, derartige Fehlstellen nachzuweisen. Dazu wird das tomographische Verfahren adaptiert, indem eine Fächerstrahlanordnung für kreisförmige Querschnitte modifiziert und ein äußeres Medium simuliert werden. Für die Rekonstruktion mit dem Algorithmus der gefilterten Rückprojektion (Filtered Backprojection) werden Abbildungsgrößen auf Basis von Pulsschwächung und Pulsgeschwindigkeit definiert. Die Anwendbarkeit der Ultraschall-Tomographie wird mit Messungen für Longitudinal- und Transversalwellen gezeigt. Während die Rekonstruktionen der Pulsgeschwindigkeit gute Ergebnisse liefert, schränken Ankoppelschwankungen die Bildqualität bei der Rekonstruktionen der Pulsschwächung ein. Die Untersuchungen sollen an Testkörpern mit Bewehrung und unterschiedlich gelagerten Zielen fortgesetzt werden. Es wird erwartet, dass durch entsprechende Polarisation von Transversalwellen der Einfluss der Bewehrung gering gehalten werden kann. Vor allem bei der Rekonstruktion der Pulsschwächung muss die Gleichmäßigkeit der Ankopplung verbessert werden. Arbeiten dazu sind bereits im Gange. Als relativer Parameter können auch spektrale Energierelationen der Empfangspulse verwendet werden, wodurch Ankoppelschwankungen ausgeglichen werden. Kurze Messzeiten sind durch die Verwendung von speziellen Wandlern mit Luftankopplung möglich. In Vorversuchen in Zusammenarbeit mit dem Ingenieurbüro Dr. Hillger, Braunschweig, konnten die Empfangspulse aber noch nicht genügend sicher detektiert werden. Die erfolgreichen Versuche in Sende-Empfangs-Anordnung lassen aber eine Lösung möglich erscheinen. Erfolg versprechend erscheinen auch Anordnungen mit einer großen Zahl elektronisch umschaltbarer Wandler. Arbeiten dazu befinden sich in Vorbereitung.
Ultraschall-Tomographie an Betonbauteilen
Ultrasonic tomography in concrete components
Schickert, M. (Autor:in)
2004
8 Seiten, 8 Bilder, 4 Quellen
(Nicht paginiert)
Aufsatz (Konferenz)
Datenträger
Deutsch
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