Schallemissionstomographie - Ein neues bildgebendes Verfahren zur Zustandsüberwachung von Bauteilen

Die generelle Akzeptanz von Verfahren des Structural Health Monitoring (SHM) hängt in starkem Maße davon ab, in welcher Form die gemessenen Daten dem Besitzer oder Betreiber einer Anlage zur Verfügung gestellt werden und ob ein komplexes Post-Processing, d.h. eine aufwendige Nachbearbeitung der Daten durch einen wissenschaftlichen Experten notwendig ist oder nicht. Ein lohnenswertes Ziel besteht deshalb darin, SHM mit bildgebenden Tomographie-Verfahren, wie sie aus anderen Gebieten der ZfP bekannt sind, zu verknüpfen. Die Schallemissionsanalyse eignet sich in hohem Maße für passive SHM-Ansätze, indem Schallemissionsereignisse, die z.B. durch Rissbildung und -wachstum entstehen, zur Langzeitüberwachung der strukturellen Integrität eines Bauteils herangezogen werden. Im vorliegenden Artikel wird ein neues bildgebendes Verfahren vorgestellt, das Schallemissionsereignisse als Quellen für eine akustische Laufzeittomographie verwendet. Zu diesem Zweck wird der Lokalisierungsalgorithmus iterativ mit einem Tomographiealgorithmus verknüpft. Die Vorgehensweise ist äquivalent zur Lösung des inversen Lokalisierungsproblems in einem lokal isotropen, heterogenen Medium. Es führt zu einem Verfahren, bei dem neben der Lage der Schallemissionsereignisse auch das Bauteilvolumen in Form einer lokalen Schallgeschwindigkeitsverteilung abgebildet wird.