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PHY
Artikel-Nr. VK-PHY06

PHY06 Frequenzabhängigkeit des Auflösungsvermögens

Untersuchung des axialen Auflösungsvermögens zweier Ultraschallsonden unterschiedlicher Frequenz anhand zweier kleinen und dicht nebeneinander liegenden Störstellen

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Gegenstand des Versuchs

Anhand zweiere kleinen und dicht nebeneinander liegenden Störstellen wird das axiale Auflösungsvermögen zweier Ultraschallsonden unterschiedlicher Frequenz untersucht. Durch die Auswertung der aufgenommenen A-Bilder werden die Zusammenhänge zwischen Wellenlänge, Frequenz, Impulslänge und Auflösungsvermögen deutlich.

Keywords:
Impuls-Echo-Verfahren
A-Bild, Schallfrequenz
Periodendauer
Wellenlänge
Schallgeschwindigkeit
Pulslänge
axiale und laterale Auflösung

Theoretische und praktische Aspekte zum Versuch

Untersuchungsmethoden mit Ultraschallsystemen beruhen auf der exakten Zuordnung der Information eines Punktes im Untersuchungsgebiet zu einem aufgezeichneten Ultraschallecho. Folglich ist das Auflösungsvermögen der Ultraschallsonden von enormer Wichtigkeit. Das Auflösungsvermögen kann als der kleinstmögliche Abstand zweier Punkte beschrieben werden, deren Echos die Sonden noch getrennt detektieren können. Im Versuch sollen zwei benachbarte Störstellen in einem Testkörper mit einer 1-MHz-Sonde und mit einer 4-MHz-Sonde untersucht werden. Die Störungen sind hinsichtlich Größe, Lage und Abstand so gewählt, dass eine Differenzierung nur mit einer der beiden Untersuchungssonden möglich ist. Auf diese Weise lässt sich der Einfluss der Frequenz auf das axiale Auflösungsvermögen einer Ultraschallsonde anschaulich zeigen.

Ergebnis

Im Versuch wird zunächst mit jeder der beiden Ultraschallsonden ein wenig gedämpftes Echo gesucht und Frequenz, Wellenlänge und Pulslänge bestimmt. Danach wird die Doppelstörung des Testkörpers untersucht. Die Bildschirmkopien der Messsoftware zeigen aufgezeichnete A-Bilder der Doppelstörung (oben 1 MHz, unten 4 MHz). Neben dem höheren Auflösungsvermögen der 4-MHz-Sonde wird aber auch die stärkere Dämpfung des 4-MHz-Signals deutlich. So ist im Vergleich zur 1-MHz-Sonde das Bodenecho mit der 4-MHz-Sonde fast nicht mehr sichtbar.

A-Scan mit 1-MHz-Sonde

A-Scan mit 1-MHz-Sonde

 

A-Scan mit 4-MHz-Sonde

A-Scan mit 4-MHz-Sonde

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