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PHY
Artikel-Nr. VK-PHY01

PHY01 Grundlagen der Ultraschall Echografie

Untersuchung eines Probekörpers mit eingeschlossenen Störungen mit Hilfe des Impuls-Echo-Verfahrens

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Gegenstand des Versuchs

Ein Probekörper mit eingeschlossenen Störungen wird mit Hilfe des Impuls-Echo-Verfahrens untersucht. Es werden Amplitudenscans von verschiedenen Seiten des Körpers aus durchgeführt. Die in den aufgenommenen A-Bildern abgebildeten Echosignale werden untersucht und analysiert.

Keywords: Ausbreitung von Ultraschallwellen, Schalllaufzeit, Schallgeschwindigkeit, Schallkennimpedanz, Reflexion und Transmission, Impuls-Echo-Verfahren, Ultraschall-A-Bild

Theoretische und praktische Aspekte zum Versuch

Das Impuls-Echo-Verfahren bildet die Basis zahlreicher bildgebender Methoden der nichtinvasiven medizinischen Diagnostik oder der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung. Bei dem Verfahren werden von einer Ultraschallsonde elektrische Impulse in mechanische Schwingungen umgewandelt. Diese werden in den zu untersuchenden Körper eingekoppelt und durchlaufen ihn als Schallwellen. An Störungen reflektierte Wellen laufen zurück zur Sonde und werden in ein elektrisches Signal zurückgewandelt. Die zeitliche Aufzeichnung der Amplitude dieses Signals (Amplituden-Scan) wird grafisch als ein so genanntes Ultraschall-A-Bild abgebildet. Anhand der Reflexionsechos im A-Bild können Schalllaufzeiten bestimmt, die Schallgeschwindigkeit im Material berechnet und Störungen im Körper detektiert werden.

PHY01 Schema Testblock

PHY01 Schema Testblock

Ergebnis

Die Bildschirmkopie der Messsoftware zeigt ein typisches Ultraschall-A-Bild des Testblocks. Zu erkennen sind: das Initialecho, das Echo einer Störung und das Bodenecho an der Material-Luft-Grenze am gegenüberliegenden Körperende. Der für die Schallgeschwindigkeit im Testblock (Acryl) zu bestimmende Wert beträgt etwa 2700 m/s. Über die ermittelte Schallgeschwindigkeit und die gemessenen Schalllaufzeiten der Reflexionsechos der Störungen kann deren Tiefe im Probekörper ermittelt werden.

Bildschirmkopie der Messsoftware AScan

Bildschirmkopie der Messsoftware AScan

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