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KALLUP - Vorrichtung zur Charakterisierung und Kalibrierung von luftgekoppelten Prüfköpfen (KALLUP)
Projektleitung
	Dr.-Ing. Mate Gaal BAM - 8.4 Akustische und elektromagnetische Verfahren E-Mail: Mate.Gaal@bam.de
Beteiligte BAM-Fachbereiche
	BAM - 6.7, Materialsynthese und Design
Förderstruktur
	BAM - BAM - Menschen - Ideen - Typ 3
Projektbeginn
	01.01.2018
Projektende
	31.03.2021
Projektart
	Realisierte Haushaltsfinanzierte Forschung
Themen-/Aktivitätsfeld
	THEMENFELD Analytical Sciences, * Sensorik
Schlagwörter:
	Thermoakustik; Ultraschall; Luftultraschall; Wandler
Abstract
	Die luftgekoppelte Ultraschallprüftechnik wird inzwischen für Luft- und Raumfahrtbauteile zur Prüfung nach der Fertigung im Rahmen einer Qualitätskontrolle eingesetzt. Beispiele hierzu sind Roboter-Anlagen mit über 20 m Verfahrweg bei RUAG in der Schweiz sowie eine Prüfanlage für den Heckausleger des Hubschraubers EC 145 aus CFK-Sandwich in Donauwörth. Eine Kalibrierung dieser Anlagen ist einmal jährlich erforderlich. Besondere Aufmerksamkeit muss dabei den Prüfköpfen (der Sensorik) gewidmet werden, die als Sender und Empfänger für den Ultraschall im Einsatz sind. Unzulässige Veränderungen der technischen Daten können zu Fehlinterpretationen der Prüfergebnisse führen oder die Prüfungen unmöglich machen. Andererseits müssen die technischen Daten bei der Entwicklung neuer Prüfköpfe exakt gemessen und mit den bisherigen verglichen werden können. Für oben angegebene Ausgangssituation sind breitbandige und stabile Ultraschallquellen (Sender) im Frequenzbereich von etwa 20 kHz bis 1 MHz erforderlich, was eine bisher ungelöste Herausforderung darstellt. Deswegen entwickelt die BAM in diesem Vorhaben breitbandige und stabile Sender basierend auf dem thermoakustischen Prinzip. Dabei wird eine 10-100 nm dicke leitende Schicht auf nichtleitendem Substrat mit Strom erwärmt, wodurch akustische und insbesondere Ultraschallwellen entstehen. Es werden Parameter dieser Wandler wie Dicke, Form und Zusammensetzung der thermoakustischen Schicht, Substratmaterial, sowie die technischen Daten bezüglich der Anregungsspannung, Leistung und Innenwiderstand des Senders ermittelt. Die Anregung dieser Sendewandler erfordert einen breitbandigen Pulser mit einem breitbandigen Anregungssignal. Die dafür notwendigen Entwicklungen werden im Ingenieurbüro Dr. Hillger durchgeführt. Der Pulser soll kompatibel zur Ultraschallprüfanlage USPC 4000 AirTech sein, die bei beiden Partnern eingesetzt wird. Der Wandler und der Pulser werden aneinander angepasst und in eine Vorrichtung integriert. Mit dieser Vorrichtung führen beide Partner Untersuchungen an Ihren jeweiligen luftgekoppelten Prüfköpfen durch und stellen sich gegenseitig die Ergebnisse in Form eines Prüfberichts vor