Die Spec-Radiation Methode zur Bestimmung beliebig geneigter Schallfeldebenen
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Abstract:
In der zerstörungsfreien Prüfung mit luftgekoppelten Ultraschall werden die Schallwellen oft unter einem Winkel an ein oft plattenförmiges Werkstück gesendet. Dies dient zu Anregung spezieller Wellenarten im Werkstück, bzw. zur Vermeidung von stehenden Wellen zwischen dem Sender und dem Werkstück. Dabei wird meist das Werkstück geneigt. Im C-Scan Verfahren wird dann mit einem Empfänger eine Ebene parallel zum Sender vermessen. Ausgehend von dieser Messebene kann mit den bekannten Methoden der Ultraschallholographie (z. B. Rayleigh-Sommerfeld-Beugungsintegral, Re-Radiation Methode) das Schallfeld parallel zur Empfängerebene bestimmt werden. Die Neigung des Werkstückes führt bei Bestimmung einer parallelen Ebene zu ungenauen Ergebnissen. Durch die direkte Berechnung des Rayleigh-Sommerfeld-Beugungsintegrals oder der Berechnung vieler paralleler Ebenen und anschließenden Heraussuchen, können die Informationen der geneigten Ebene besser bestimmt werden, dies hat allerdings einen sehr hohen Zeitaufwand zur Folge. Die Spec-Radiation Methode, die wir hier präsentieren werden, ermöglicht die Bestimmung der geneigten Ebene durch Rotation des Schallfeldes im Fourier-Raum. Sie benötigt nur ca. 1,5% des Zeitaufwands der vergleichbaren Methoden. In diesem Beitrag zeigen wir den Einfluss der Rotation des Schallfeldes im Fourier-Raum auf der Ewald-Kugel am Beispiel eines Ultraschallsenders. Diese Methode ermöglicht auch das Lösen verschiedenster Probleme, bei denen die Schallfeldinformationen auf geneigten Ebenen interessieren.