Dickenmessung und Fehlerprüfung von Walzprodukten mit geführten Ultraschallwellen und elektromagnetischen Ultraschall-Wandlern

Es wird ein neues Verfahren zur Dickenmessung von Blechen und Bändern im Dickenbereich von 1-10 mm ohne Kenntnis der Schallgeschwindigkeit beschrieben. Das Verfahren beruht auf der Ausnutzung der Dispersion horizontal polarisierter geführter Wellen in plattenförmigen Produkten (SH-Wellen). Unter Nutzung des nichtdispersiven Grundmodes und mindestens eines höheren dispersiven Modes lassen sich mit Hilfe der elektromagnetischen Ultraschall-Wandlung über die Ermittlung der Ultraschall-Frequenzen, bei denen die angeregten und empfangenen Amplituden dieser beiden Moden maximal ist, sowohl Schallgeschwindigkeit als auch Dicke bestimmen. Dieses 2-Moden-Verfahren beruht darauf, daß bei der elektromagnetischen Ultraschall-Wandlung die räumliche Periodizität der Ultraschallwelle durch den Prüfkopf konstruktiv vorgegeben werden kann. Die Messung erfolgt in Impulsdurchschallungstechnik; es werden die beiden Frequenzen ermittelt und unter Ausnutzung der bekannten Dispersionsbeziehungen Schallgeschw indigkeit und Dicke bestimmt. Es werden Meß-Ergebnisse an einem Probensatz von 10 unterschiedlich stark hochlegierten Bändern mit Schallgeschwindigkeitsunterschieden bis zu 30% den mechanisch gemessenen Dicken gegenübergestellt. Weiterhin werden die Möglichkeiten der Fehlerprüfung mit geführten Lamb-Wellen aufgezeigt. Der Schwerpunkt liegt auf der verbesserten Interpretation der Fehlersignale mit Hilfe der Mehr-Moden und Mehr-Wellenlängen-Prüfung mit Lamb-Wellen. (IZFP)