Schallemissionssensoren auf Piezokompositbasis

Piezokomposite werden seit über 20 Jahren beim Bau von Ultraschallwandlern für die zerstörungsfreie Materialprüfung eingesetzt. Gegenüber den klassischen keramischen oder kristallinen Materialien zeichnen sie sich durch sehr gute akustische Eigenschaften, hohe Adaptierbarkeit und ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis aus. Auch in der Technischen Diagnose und der Materialprüfung spielen akustische Methoden eine immer größere Rolle. Bei Reibungsprozessen, Rissentstehungen, bei Bruchvorgängen oder auch bei Kavitationsvorgängen, wird oft Schall bei relativ hohen Frequenzen erzeugt, welcher mit Schallemissionssensoren aufgenommen werden kann. Die Bewertung der Ergebnisse ist oft jedoch dadurch erschwert, dass die Sensoren über nichtlineare Kennlinien verfügen und deshalb vor allem parameterbasierte Auswerteverfahren zur Anwendung kommen. Vorgestellt werden neue Prüfköpfe und Sensoren auf der Basis von Piezokompositschwingern sowie einige Anwendungsbeispiele (Monitoring von Pumpen, an Bremsprüfständen und von Bauteilen). Variiert werden Bauform, Resonanzfrequenz und Bandbreite der Wandler. Ein wichtiger Effekt des Einsatzes von piezokompositbasierten Wandlern ist die Unterdrückung von unerwünschten Nebenresonanzen. Dadurch wird eine relative Erhöhung der Empfindlichkeit erreicht. Zusätzlich weisen Piezokompositprüfköpfe eine hohe Bandbreite auf, was eine Linearisierbarkeit der Kennlinie in bestimmten Frequenzbereichen zur Folge hat