A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Die zerstörungsfreie Prüfung von Betonbauteilen mit dem Ultraschall-Impuls-Echo-Verfahren
Aufgrund der heterogenen Struktur von Beton war das auch von nur einer Seite einsetzbare Ultraschall-Impuls-Echo-Verfahren bisher nicht zu verwenden. Eine betonangepaßte Auswahl der Prüffrequenz durch entsprechende Prüfköpfe und die Anwendung geeigneter Methoden der Signalauswertung erlaubt nun diesen Einsatz. Nach einer Diskussion der werkstoffspezifischen Besonderheiten bei der Ultraschallprüfung von Beton wird gezeigt, wie durch einen Mittelungsprozeß über mehrere Signale der Störeinfluß infolge von Streuungen durch Hüllrohre, Kiesnester und Hohlstellen verringert werden kann. Die Signalmittelung bestehender Lösungen erfolgt auf verschiedene Arten: durch Superposition mehrerer, an benachbarten Orten aufgenommener Signale durch phasenempfindliche und phasenunempfindliche Auswertung, durch Entwicklung eines zur Einschallebene senkrechten Schnittbildes, sowie durch die 'Synthetic Aperture Focusing Technique', bei der der breite Öffnungswinkel des Schallfeldes vor dem Prüfkopf genutzt wird. Neben diesen relativ hochfrequenten Prüfverfahren mit hoher Auflösung gibt es auch Techniken, die den unteren Rand der Hörgrenze nutzen. Diese einfach anzuwendenden Verfahren sind aber nur zur Erkennung größerer Objekte sinnvoll. Ein eigens am Institut für Massivbau der Technischen Hochschule Darmstadt entwickeltes Meßsystem ermöglicht die Erkennung von Kiesnestern und Hohlstellen sowie von metallischen Einbauteilen und die Bestimmung der Wanddicke von Betonbauteilen. Hauptmerkmale sind: getrennte Sende- und Empfangsköpfe (weitgehendes Entfallen toter Zonen, hoher Eintrag an Signalenergie bei begrenzter Verstärkerleistung), Ankoppelung der Ultraschallprüfköpfe mit Schnellzement zur Verlustminimierung, breitbandige, betonangepaßte Prüfköpffe in Gruppen-Anordnung, Rechnerintegration, Baustellenauswertung, differenzierte Auswertung, Pulskompression durch Kreuzkovarianzrechnung bei Sendesignalen mit schmaler Autokorrelationsfunktion sowie rechnerischer Ausgleich der Schallfelddivergenz und ausreichende Quantisierung des Empfangssignals durch 12 bit-Dynamik bei der AD-Wandlung. Die praktischen Versuche verliefen erfolggreich.
Die zerstörungsfreie Prüfung von Betonbauteilen mit dem Ultraschall-Impuls-Echo-Verfahren
Aufgrund der heterogenen Struktur von Beton war das auch von nur einer Seite einsetzbare Ultraschall-Impuls-Echo-Verfahren bisher nicht zu verwenden. Eine betonangepaßte Auswahl der Prüffrequenz durch entsprechende Prüfköpfe und die Anwendung geeigneter Methoden der Signalauswertung erlaubt nun diesen Einsatz. Nach einer Diskussion der werkstoffspezifischen Besonderheiten bei der Ultraschallprüfung von Beton wird gezeigt, wie durch einen Mittelungsprozeß über mehrere Signale der Störeinfluß infolge von Streuungen durch Hüllrohre, Kiesnester und Hohlstellen verringert werden kann. Die Signalmittelung bestehender Lösungen erfolgt auf verschiedene Arten: durch Superposition mehrerer, an benachbarten Orten aufgenommener Signale durch phasenempfindliche und phasenunempfindliche Auswertung, durch Entwicklung eines zur Einschallebene senkrechten Schnittbildes, sowie durch die 'Synthetic Aperture Focusing Technique', bei der der breite Öffnungswinkel des Schallfeldes vor dem Prüfkopf genutzt wird. Neben diesen relativ hochfrequenten Prüfverfahren mit hoher Auflösung gibt es auch Techniken, die den unteren Rand der Hörgrenze nutzen. Diese einfach anzuwendenden Verfahren sind aber nur zur Erkennung größerer Objekte sinnvoll. Ein eigens am Institut für Massivbau der Technischen Hochschule Darmstadt entwickeltes Meßsystem ermöglicht die Erkennung von Kiesnestern und Hohlstellen sowie von metallischen Einbauteilen und die Bestimmung der Wanddicke von Betonbauteilen. Hauptmerkmale sind: getrennte Sende- und Empfangsköpfe (weitgehendes Entfallen toter Zonen, hoher Eintrag an Signalenergie bei begrenzter Verstärkerleistung), Ankoppelung der Ultraschallprüfköpfe mit Schnellzement zur Verlustminimierung, breitbandige, betonangepaßte Prüfköpffe in Gruppen-Anordnung, Rechnerintegration, Baustellenauswertung, differenzierte Auswertung, Pulskompression durch Kreuzkovarianzrechnung bei Sendesignalen mit schmaler Autokorrelationsfunktion sowie rechnerischer Ausgleich der Schallfelddivergenz und ausreichende Quantisierung des Empfangssignals durch 12 bit-Dynamik bei der AD-Wandlung. Die praktischen Versuche verliefen erfolggreich.
Die zerstörungsfreie Prüfung von Betonbauteilen mit dem Ultraschall-Impuls-Echo-Verfahren
Non-destructive testing of concrete structures utilising ultrasonic-impulse-echo-technique
Grübl, P. (author) / Kroggel, O. (author) / Jansohn, R. (author) / Ratmann, M. (author)
Beton- und Stahlbetonbau ; 91 ; 297-303
1996
7 Seiten, 9 Bilder, 17 Quellen
Article (Journal)
German
Die zerstörungsfreie Prüfung von Betonbauteilen mit dem Ultraschall-Impuls-Echo-Verfahren
| Online Contents | 1996