Hauptgebiet der Ultraschall-Werkstoffprüfung ist die Suche und die Bewertung von Fehlstellen in Werkstücken, wobei die Störung der Wellenausbreitung durch solche Fehlstellen ausgenutzt wird. Daneben entwickelt sich aber eine große Zahl von Messverfahren, die
Prüfköpfe können ihre akustischen Eigenschaften ändern. Braucht man Prüfköpfe mit bestimmten Eigenschaften oder soll die Alterungsbeständigkeit überprüft werden, dann genügt das Vertrauen in das Typenschild nicht, die Eigenschaften müssen kontrolliert
werden. Als entscheidende Voraussetzungen gelten dabei:
Prüfköpfe dürfen nur unter den Bedingungen vermessen werden, für die sie vom Hersteller konzipiert wurden; also z. B. Prüfköpfe für Direktkontakt auf Stahl nur in direkter Ankopplung an Stahl, Tauchtechnikprüfköpfe nur mit Wasservorlaufstrecke.
Durch Fokussierung kann das Schallbündel von Prüfköpfen mit einzelnen Wandlern eingeschnürt werden, was die Prüfempfindlichkeit und das Nachweisvermögen für kleinste Reflektoren erhöht. Nachteilig ist die sich dadurch ergebende Verkleinerung des Arbeitsbereichs. Ein fokussierender Prüfkopf kann nur ein sehr kleines Volumen je Impuls prüfen. Kurze Impulse (also solche mit breitem Frequenzspektrum) ermöglichen die Auflösung sehr kurzer Laufzeiten, was z. B. bei der Wandickenmessung erwünscht ist. Auf flächige Reflektoren reagieren breitbandige Impulse dagegen sehr kompliziert.
Prüfköpfe sollen im Werkstück Schallwellen mit bestimmten Eigenschaften erzeugen, und diese Wellen sollen unter bestimmten Kriterien Fehlstellen des Werkstücks aufzeigen. Der Prüfkopf muß sich also den Bedingungen unterordnen, die das Werkstück nach Material und Form sowie die Prüfanforderungen (z. B. Mindestfehlergröße) stellen. Dies ist natürlich nur möglich, solange die Grundlagen der Akustik nicht im Wege stehen, wie z. B.
Damit die Anzeigen zweier Wellenarten keine Verwirrung stiften, benutzt man bei der Schrägeinschallung nahezu ausschließlich die Transversalwellen. Dazu muss der Einfallwinkel a so gewählt werden, daß im Prüfstück nach der Brechung keine Longitudinalwelle mehr auftreten kann, die Transversalwelle aber noch vorkommt. Nach Kap. 10, Gl. (33), (34) bedeutet dies:
Schall, der um die Ecke geht, ist im Hörbereich eine alltägliche Erfahrung. Ultraschall im MHz-Bereich zeigt jedoch eine sehr hohe Richtwirkung. Deshalb sind besondere Prüftechniken erforderlich, wenn Bereiche des Prüfstücks erfaßt werden sollen, in die die Ultraschallwellen nicht auf direktem Wege gelangen können. Vor allem die Schweißnahtprüfung muss mit diesen Schwierigkeiten
fertigwerden. Sie ist deshalb der Hauptanwendungsbereich der
Schrägeinschallung (Bild 49).
Fragt man nicht nach dem volumenbezogenen Arbeitsbereich, sondern nur nach der Breite des Arbeitsbereichs in einem festen Reflektorabstand Zr, kommt man ohne Berücksichtigung des Abstandsgesetzes (Bild 40) aus. Die Breite des Bereichs für einen 6-dBAbfall des Echos ergibt sich dann direkt aus dem Diagramm für die relative Schwelle (Bild 46).