Wie kontrolliere ich die Eigenschaften von Ultraschall-Prüfköpfen?
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.
Prüfkopf und Gerät sind immer als Einheit,zu kontrollieren (genauer: Das Prüfsystem muss als Einheit kontrolliert werden).
Daten des Schallfeldes (Schallbündels) sollen mit der kleinsten akustischen und elektrischen Verfälschung gemessen werden, also möglichst ohne Filterung der Signale durch große Reflektoren oder schmalbandige Verstärker oder durch sonstige Signalkosmetik.
Die in der Prüfpraxis zu kontrollierenden Größen sind hauptsächlich:
Prüfempfindlichkeit
Man benutzt dazu Vergleichskörper mit großer reflektierender Wand. Die Schallschwächung im Vergleichskörper soll sehr klein sein. Bei hohen
Prüffrequenzen ist bei breitbandigen Impulsen und breitbandigen Verstärkern größte Vorsicht geboten, weil man die Filterwirkung eines schwächenden Vergleichskörpers nicht an der Signalform erkennen kann (die Echohöhe bleibt fast gleich obwohl der reflektierte Impuls nur noch die tiefen Frequenzanteile enthält. Man misst so die Prüfempfindlichkeit für eine viel tiefere Prüffrequenz als angenommen). Auch muss man bei bestimmten Wandlermateriaiien darauf achten, dass die Echoamplituden nicht zu groß werden. Ubersteuerung des Verstärkers und Nichtlinearitäten der Wellenausbreitung im Vergleichskörper würden die Messung wertlos machen.
Prüffrequenz
Frequenz und Empfindlichkeit sollten an dem selben Echo kontrolliert werden. Eine genaue Frequenzbestimmung ist nur mit Analysatoren möglich. Zur schnellen Bestimmung kann man aber auch schon mit guter Genauigkeit (bei Impulsen mit mehreren Schwingungen) die Anzahl der Schwingungen auf einem justierten Oszilloskop auszählen. (Ultraschallgeräte mit HF-Anzeige ermöglichen das direkte Auszählen auf dem Leuchtschirm). Eine sehr grobe Abschätzung, ob die Sollfrequenz im Impuls enthalten ist, erlauben Geräte mit einem selektiven Verstärker. Man stellt den Frequenzsteiler nacheinander auf alle vorhandenen Frequenzbereiche. Der Bereich, in dem die höchste Echoamplitude auftritt, enthält die Hauptfrequenz des Impulses. Diese Kontrolle ist bei stark schwächenden Materialien (z. B. Austeniten) sehr nützlich, um Frequenzverschiebungen im Impuls nachzuweisen.
Auflösungsvermögen
Die „Nahauflösung" beschreibt die Fähigkeit einer Prüfeinrichtung, Reflektoren dicht unter der Oberfläche des Prüfstücks zu finden. Die Fernauflösung ist ein Maß für die Fähigkeit einer Prüfeinrichtung, dicht beieinanderliegende Reflektoren in großem Abstand vom Prüfkopf nachzuweisen. Das Auflösungsvermögen ist abhängig von der Impulslänge und wird deshalb immer mit der kleinsten Impulsstärke
bestimmt. Gemessen wird das Auflösungsvermögen durch Simulation mit geeigneten Meßimpulsgeräten oder überschlägig mit geeigneten Vergleichskörpern (für Direktkontakt, SE-Vergleichskörper, Vergleichskörper für Tauchtechnik.)