1.2 超声缺陷探测的历史
Die Reflexion und Durchschallung von hochfrequenten Schallwellen war lange ein wichtiges Tool zur Bewertung der Integrität von Schweißnähten und zur Prüfung von Metallstrukturen, Rohren, Tanks, Kesselrohren, Eisenbahnschienen und -achsen, Flugzeugteilen und vielen anderen Anwendungen in der Industrie. Die zerstörungsfreie Prüfung mit Ultraschall ist eine schnelle und zuverlässige Methode, wenn sie entsprechend durch qualifizierte Prüfer angewendet wird. Sie erfordert gewöhnlich keine anderen Prüfteilvorbereitungen neben dem Auftragen von Koppelmittel. Es gibt keine spezifischen Strahlungsgefahren und keine gesetzlichen Anforderungen zu erfüllen. Die Fehlererkennung mit Ultraschall ist seit vielen Jahren ein nützliches Tool für die Qualitätssicherung.
Wie schon bereits im vorherigen Kapitel aufgeführt, gehen die Ursprünge der Ultraschallprüfung auf frühe Forschungsarbeiten der 1930er Jahre zurück. Das erste einsetzbare Ultraschallprüfgerät „Supersonic Reflectoscope“ wurde 1945 von Sperry Products eingeführt. Die Technik hat in den darauffolgenden 20 Jahren an Anerkennung gewonnen und mehrere Hersteller brachten Ultraschallgeräte auf den Markt. Frühere Geräte nutzen Elektronenröhren, sie waren groß und schwer und benötigen Netzstrom als Stromquelle. Die integrierte Halbleiterschaltung erlaubte in den 1960ern Jahren die Einführung von kleineren, akkubetriebenden Geräten. Damit wurde die Ultraschallprüfung praktischer für Außeneinsätze.
Alle diese frühen Geräte benutzen eine analoge Signalverarbeitung und wie Analoggeräte führen sie zu Justierabweichungen. 1984 führte Olympus NDT, Nachfolger von Panametrics, das Gerät EPOCH 2002 ein, das weltweit erste tragbare Prüfgerät für Außeneinsätze. Seitdem wurden digitale Geräte zum Standard. Sie bieten eine konstante, digitale Justierung, eine digitale Präzision beim Messen, geräteeigene Datenspeicherung und die Fähigkeit Bildschirmkopien, Prüfaufzeichnungen und Konfigurationen mit Computern zu teilen.
Wohingegen die Grundtechnik heutzutage vertraut ist, führen laufende Entwicklungen in Hardware und Software noch zu kleineren und leistungsfähigeren Geräten. Fehlererkennung mit konventionellem Ultraschall mittels kleiner, handgehaltener Geräte mit Einzelschwingermessköpfen ist eine anerkannte Methode der Qualitätskontrolle vieler Hersteller und Dienstleister. In den letzten Jahren ist das Interesse an Phased-Array-Systemen mit ausgereifter Technologie eines Sensors mit mehreren Elementen gewachsen, um gesteuerte Schallbündel zu erzeugen und Querschnittsbilder, ähnlich zur Bildgebung in der Medizin, zu erzeugen. Diese Geräte werden auch am meisten zur Schweißnahtprüfung eingesetzt.
