TY - THES A1 - Gaal, Mate T1 - Trial Design for Testing and Evaluation in Humanitarian Mine Clearance N2 - This thesis proposes a design of experiment for testing and evaluation of the equipment and the methods used in manual mine clearance. The thesis is based on several metal detector trials and a trial of manual demining methods. The core of this dissertation comprises four metal detector trials performed in Germany and Croatian in 2003 and 2005. The purpose of these trials was to investigate the feasibility of the tests described in the CWA (Comité Européende Normalisation/CEN/Workshop Agreement) 14747:2003, the standard for testing metal detectors for humanitarian demining. The goals of the trials were: to find an appropriate design of experiment for testing metal detectors; to establish the use of ROC diagrams (Receiver Operating Characteristics) and POD curves (Probability of Detection) in the analysis of the experimental results; and to gain practical experience in organising and conducting metal detector trials. Apart of this thesis is devoted to a trial of manual demining methods performed in Mozambique in 2004. The main goal of that trial was to compare the speed of various manual demining methods, including the most common excavation methods. The outcome of this work is the proposals and recommendations for an update of the standard for testing metal detectors CWA 14747:2003. Maximum detection height measurements were performed as a part of the metal detector trial carried out in Croatiain2005. The results reveal a high variability of the maximum detection height. This high variability needs to be taken into account in all experiments. Apart of the variability is caused by the differences between the operators and by the setup of the metal detector. It is therefore recommended that two kinds of experiments with the maximum detection height as a response variable are defined in the next update of CWA 14747:2003. The first kind should include the setup, the soil and the operator as factors in the design of experiment. The in-soil measurements with the same detector should be performed with repeated setups and with several operators. The second kind of experiments should be experiments evaluating the influence of other predictor variables. In those experiments, it is recommended to perform one-factor or multiple-factor in-air measurements with the operators and the setup as a block. The main part of the metal detector trials described in this thesis was the detection reliability tests. Detection reliability tests as described in CWA14747:2003 come closest to representing the real field conditions in demining. They include many environmental influences and, most importantly, many of the human factor influences. However, each test design is a compromise between fully representative conditions and cost effectiveness. In this thesis, a fractional factorial design based on the Graeco-Latin square is proposed as a solution to the experimental problem. The results are reported in the form of ROC diagrams and POD curves. The crossover design enables each operator to work with fewer detector models with in a certain time. The variations of the design enabled an unbiased comparison of detectors in each soil and with each target model separately. It is recommended that the solutions proposed in this thesis be incorporated in the standard CWA14747:2003. It has been shown that maximum detection heights measurements provide the information about the best possible performance of a metal detector in are liability test. T3 - BAM Dissertationsreihe - 27 KW - Minenräumung KW - demining KW - Metalldetektor KW - metal detector PY - 2007 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-1310 SN - 978-3-9811655-6-2 SN - 1613-4249 VL - 27 SP - 1 EP - 158 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-131 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Müller, Christina A1 - Osterloh, Kurt A1 - Rosenthal, Martina A1 - Ewert, Uwe A1 - Guelle, D. A1 - Lewis, A. T1 - Metal Detector Test Trials in Germany and Croatia - ITEP Project 2.1.1.2 T2 - MATEST 2003 NDT Achievements and Challenges CY - Brijuni-Pula, Croatia DA - 2003-09-28 KW - Demining KW - Metal detectors KW - Reliability tests KW - ROC diagrams KW - Test and evaluation KW - CWA07 PY - 2003 N1 - Geburtsname von Rosenthal, Martina: Scharmach, M. - Birth name of Rosenthal, Martina: Scharmach, M. SP - 1(?) EP - 15(?) AN - OPUS4-2784 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Christina A1 - Rosenthal, Martina A1 - Gaal, Mate A1 - Guelle, D. A1 - Lewis, A. A1 - Sieber, A. T1 - Proposals for Performance Demonstration and Modular Reliability Assessment for Humanitarian Demining N2 - For safe and reliable demining it is necessary to determine the actual true performance of mine searching equipment in detecting mines. The subject to detect a hidden subject by penetrating physical interaction with the target is similar to that of non-destructive testing where it is looked for hidden cracks etc. in material via waves and rays. The non destructive testing profession is now about 100 years old and developed some procedures to check reliability of testing. Those principles like the performance demonstration where the successful detections are statistically evaluated against false calls rates and their implementation in an industrial standard (ASME section XI appendix VIII) are analysed. A first adoption to demining was accomplished in the prescription for blind trials in the CEN workshop agreement CEN BT 126 CWA07 for test and evaluation of metal detectors. A number of blind trials were accomplished within an ITEP project to learn about the necessary statistical layout of those trials to achieve true, reproducible and repeatable results to give guidance to selection and improvement of metal detectors. The special focus in these investigations was on the influence of the human factor due to the degree of experience of the operators and the infulence of uncooperative soil. The correlation of the results of the physical parameter measurement and the statistical results is analysed in a first attempt. T2 - EUDEM2-SCOT conference on requirements and technologies for the detection, removal and neutralization of landmines and UXO CY - Brussels, Belgium DA - 2003-09-15 PY - 2003 UR - http://www.itep.ws/pdf/Mueller_Eudem2003_1.pdf N1 - Geburtsname von Rosenthal, Martina: Scharmach, M. - Birth name of Rosenthal, Martina: Scharmach, M. VL - 1 SP - 233 EP - 241 AN - OPUS4-2785 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Müller, Christina A1 - Rosenthal, Martina A1 - Gaal, Mate A1 - Guelle, D. A1 - Lewis, A. A1 - Sieber, A. T1 - Performance Demonstration for Humanitarian Demining N2 - Because the demining process is always connected with a danger for human beings, it is necessary to make sure the proper functioning of mine searching equipment in detecting mines. Detecting a hidden target by penetrating physical interaction of rays or waves is similar to non-destructive testing. The non-destructive testing profession developed procedures to check the reliability of testing. These procedures, like the performance demonstration where the successful detections are statistically evaluated against false call rates and their implementation in an industrial standard (ASME section XI appendix VIII) are used as a template. A first adoption to demining was accomplished in the prescription for blind trials in the CEN workshop agreement CWA 14747: 2003 for test and evaluation of metal detectors. Within an ITEP project a number of blind trials were carried out to learn about the necessary statistical basis of those trials to achieve true, reproducible and repeatable results to give guidance for the selection and improvement of metal detectors. The special focus in this first investigation was on the influence of the human factor due to the different degree of experience of the operators and the influence of the soil. PY - 2003 DO - https://doi.org/10.1515/mt-2003-0004 SN - 0025-5300 N1 - Geburtsname von Rosenthal, Martina: Scharmach, M. - Birth name of Rosenthal, Martina: Scharmach, M. VL - 45 IS - 11-12 SP - 504 EP - 512 PB - Carl Hanser Verlag CY - München AN - OPUS4-2786 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Müller, Christina A1 - Osterloh, Kurt A1 - Rosenthal, Martina A1 - Ewert, Uwe A1 - Guelle, D. A1 - Lewis, A. T1 - Metal Detector Test Trials in Germany and Croatia - ITEP Project 2.1.1.2 T2 - MATEST 2003, NDT - Achievments & Challenges, HDKBR / CrSNDT CY - Brijuni, Croatia DA - 2003-09-28 PY - 2003 N1 - Geburtsname von Rosenthal, Martina: Scharmach, M. - Birth name of Rosenthal, Martina: Scharmach, M. AN - OPUS4-3073 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Müller, Christina A1 - Osterloh, Kurt A1 - Rosenthal, Martina A1 - Bär, Sylke A1 - Ewert, Uwe T1 - Testovi Detektora Metala u Njemackoj i Hrvatskoj - Projekt ITEP 2.1.1.2 T2 - MATEST 2003, NDT - Achievments & Challenges, HDKBR / CrSNDT CY - Brijuni, Croatia DA - 2003-09-28 PY - 2003 N1 - Geburtsname von Rosenthal, Martina: Scharmach, M. - Birth name of Rosenthal, Martina: Scharmach, M. AN - OPUS4-4439 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Müller, Christina T1 - Trials of Manual Demining Methods in Mozambique T2 - BAM-BMVg Seminar CY - Berlin, Germany DA - 2005-04-21 PY - 2005 AN - OPUS4-11381 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Müller, Christina A1 - Pavlovic, Mato T1 - Design of the BAM-ITEP-Trials 2005 an co-operation with HuMin/MD T2 - BAM-BMVg Seminar CY - Berlin, Germany DA - 2005-04-21 PY - 2005 AN - OPUS4-11392 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Bovtun, V. A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Stark, Wolfgang A1 - Erhard, Anton A1 - Yakymenko, Y. T1 - Visco- and linear elastic behaviour of polyproylene-based ferroelectret films T2 - Frontiers in Polymere Sciene 2013 CY - Sitges, Spain DA - 2013-05-21 PY - 2013 AN - OPUS4-28686 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bovtun, Viktor Petrovic A1 - Döring, Joachim A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Gaal, Mate A1 - Erhard, Anton A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Yakymenko, Y. T1 - Enhanced electromechanical response of ferroelectret ultrasonic transducers under high voltage excitation N2 - Polypropylene based ferroelectret films exhibit a strong electromechanical activity and provide a promising solution for the air coupled ultrasonic (ACUS) transducers. Ultrasonic transmission between two air coupled ferroelectret transducers in dependence on the amplitude and polarity of the high voltage exciting pulse revealed a strongly non-linear electromechanical response of the ferroelectret transmitter which provides an increase in the transmitter efficiency. The authors present a simple model describing both promotion and competition of the piezoelectric and electrostriction contributions, as well as increase in the transducer constant under high voltage excitation. Enlargement of the inverse transducer constant of the polypropylene ferroelectret film by a factor of 4 was demonstrated. The non-linear properties of the polypropylene ferroelectrets result in a strong increase in their ACUS figure of merit under the high voltage excitation, which exceeds the results of their technological optimisation. Consequently, enhancement of the ACUS system transmission by 12 dB and signal to noise ratio by 32 dB was achieved. KW - Air coupled ultrasonics KW - Non-contact transducers KW - Ferroelectrets KW - Piezoelectric effect KW - Electrostriction KW - Cellular polypropylene KW - Ultrasonic transducer PY - 2013 DO - https://doi.org/10.1179/1743676112Y.0000000021 SN - 1743-6753 SN - 1743-6761 VL - 112 IS - 2 SP - 97 EP - 102 PB - Maney CY - London AN - OPUS4-27880 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Daschewski, Maxim A1 - Dohse, Elmar A1 - Köppe, Enrico A1 - Weise, Matthias A1 - Hillger, W. A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Schwingverhalten des Ferroelektret-Senders für Luftultraschall T2 - DGZfP-Jahrestagung 2013 CY - Dresden, Germany DA - 2013-05-06 KW - Luftultraschall KW - Wandler KW - Ferroelektret KW - Zelluläres Polypropylen KW - Elektrostriktion PY - 2013 SN - 978-3-940283-49-8 IS - Mo.3.B.4 SP - 1 EP - 8 AN - OPUS4-28651 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Daschewski, Maxim A1 - Dohse, Elmar A1 - Köppe, Enrico A1 - Weise, Matthias A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Hillger, W. T1 - Schwingverhalten des Ferroelektret-Senders für Luftultraschall T2 - DGZfP-Jahrestagung 2013 CY - Dresden, Germany DA - 2013-05-06 PY - 2013 AN - OPUS4-28618 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Döring, Joachim A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Brekow, Gerhard A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Beck, Uwe A1 - Weise, Matthias A1 - Bovtun, V. T1 - Parameter reproducibility of polypropylene ferroelectret transducers for air-coupled ultrasonic testing T2 - IEEE International Ultrasonics Symposium 2011 CY - Orlando, FL, USA DA - 2011-10-18 PY - 2011 AN - OPUS4-25201 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Döring, Joachim A1 - Brekow, Gerhard T1 - Anregung von Lambwellen mit Luftultraschall T2 - Fachmesse "Sensor und Test 2009" CY - Nuremberg, Germany DA - 2009-05-26 PY - 2009 AN - OPUS4-25202 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Döring, Joachim A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Brekow, Gerhard T1 - Einsatz von Luftultraschall-Sensoren mit geringer akustischer Impendanz T2 - 36th Annual Conference on Acoustic - DAGA 2010 CY - Berlin, Germany DA - 2010-03-15 PY - 2010 AN - OPUS4-25203 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bertovic, Marija A1 - Gaal, Mate A1 - Müller, Christina A1 - Fahlbruch, B. A1 - Schombach, D. T1 - Einfluss des Zeitdrucks auf die manuelle Ultraschallprüfung. Untersuchung zu menschlichen Faktoren auf die Ergebnisse zerstörungsfreier Prüfungen N2 - Die übergeordnete Zielsetzung unserer Untersuchung bestand darin, am Beispiel von Prüfungen mit Ultraschall eine belastbare Aussage zum Einfluss der Arbeitsbedingungen des Prüfers auf die Qualität der Ergebnisse von zerstörungsfreien Prüfungen zu ermitteln und Möglichkeiten zur Minimierung ungünstiger Einflussfaktoren aufzuzeigen. Der Schwerpunkt der Untersuchung wurde auf die manuelle Ultraschallprüfung gelegt und der Faktor 'Zeitdruck' (in drei Stufen variiert) als die zu variierende physische Einflussgröße gewählt. Die Variation des Faktors Zeitdruck wurde gemäß dem Prozessmodell von der Erhebung psychologischer Faktoren, die das Individuum und die Organisation beschreiben, begleitet. Die Ultraschallprüfungen erfolgten mit zehn Prüfern am Großbehälter und an Vergleichskörpern mit eingebrachten Testfehlern (Nuten, Risse). Die ausgewählten Fehler waren typisch für Prüfaufgaben, die bei wiederkehrenden Ultraschallprüfungen in Kernkraftwerken von den Prüfern zu lösen sind. Die Prüfaufgabe bestand darin, die in den vorgegebenen Prüfabschnitten vorhandenen Reflektoren aufzufinden und deren Amplituden, Ortskoordinaten und Längenerstreckungen zu ermitteln. Als Bewertungsmaßstab für die Qualität der Prüfaussage und für den Einfluss des menschlichen Faktors diente die Präzision der gemessenen Werte. Die Ergebnisse zeigen einen hohen Einfluss des menschlichen Faktors auf das Prüfergebnis und eine Einwirkung des Zeitdrucks besonders auf die Präzision der Messwerte. Hierbei war die Wirkung des individuell wahrgenommenen Zeitdrucks zusammen mit der psychischen Arbeitsbeanspruchung signifikant. Es wurde unter anderem herausgearbeitet, dass durch eine gute Vorbereitung auf die Prüfung, z.B. durch die sorgfältige Einweisung und ein vorgeschaltetes Fertigkeitstraining an Vergleichskörpern, die Zuverlässigkeit der Prüfergebnisse verbessert werden kann. Insgesamt hatte der Faktor 'Organisation' neben der 'Erfahrung' einen hohen Einfluss auf das Leistungsvermögen der Prüfer. Die Projektergebnisse wurden im Abschlussbericht des Forschungsvorhabens SR2514 dargestellt, es wurden drei Empfehlungen zur Vorbereitung und Einweisung der Prüfer, zur Stärkung der Verantwortung der Prüfaufsicht und zum 4-Augen-Prinzip formuliert. Die Empfehlungen wurden in der KTA- Regel 3201.4 'Komponenten des Primärkreises von Leichtwasserreaktoren; Teil 4: Wiederkehrende Prüfungen und Betriebsüberwachung (RÄE Fassung 2010-11)', umgesetzt. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2011 CY - Bremen, Germany DA - 30.05.2011 KW - Human factors KW - ZfP KW - Ultraschallprüfung KW - UT KW - Zeitdruck PY - 2011 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-251610 UR - http://jt2011.dgzfp.de/Portals/jt2011/BB/mi2c3.pdf SN - 978-3-940283-33-7 IS - DGZfP-BB 127 (Mi.2.C.3) SP - 1 EP - 9 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) CY - Berlin AN - OPUS4-25161 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bertovic, Marija A1 - Fahlbruch, B. A1 - Müller, Christina A1 - Pitkänen, J. A1 - Ronneteg, U. A1 - Gaal, Mate A1 - Kanzler, Daniel A1 - Ewert, Uwe A1 - Schombach, D. T1 - Human factors approach to the acquisition and evaluation of NDT data N2 - This paper gives an introduction to the field of human factors with the focus on their influence on the reliability of NDT in the nuclear energy production (in-service inspections) and final storage of highly radioactive nuclear waste. A set of methodological tools has been developed in the scope of three projects, namely: 1) a theoretical model describing potential human factors influencing manual ultrasonic inspection performance during inservice inspections in nuclear power plants; 2) a method for identifying potential human errors during acquisition and evaluation of data gathered with mechanized ultrasonic, radiographic and eddy-current systems, as well as visual testing with a remote camera (Failure Modes and Effects Analysis, FMEA); and 3) use of eye tracking methodology to optimize existing procedures and practices. The experimental results have shown that time pressure, mental workload and experience influence the quality of the inspection performance. Noticeable were influences from the organization of the working schedule, communication, procedures, supervision and demonstration task. Implementing human redundancy in critical tasks, such as defect identification, as well as using an automated aid (software) to help operators in decision making about the existence and size of defects, could lead to other kinds of problems, namely social loafing (excerpting less effort when working on tasks collectively as compared to working alone) and automation bias (uncritical reliance on the proper function of an automated system without recognizing its limitations and the possibilities of automation failure) that might affect the reliability of NDT in an undesired manner. T2 - 18th WCNDT - World conference on nondestructive testing CY - Durban, South Africa DA - 16.04.2012 KW - Human Factors KW - Time Pressure KW - 4-Eye Principle KW - Automation Bias KW - Nuclear Waste Storage KW - In-Service Inspection (ISI) KW - Nuclear Power Plants KW - Eye Tracking KW - Failure Modes and Effects Analysis (FMEA) PY - 2012 SN - 978-0-620-52872-6 SP - 1 EP - 10 (Paper 198) AN - OPUS4-27583 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Döring, Joachim A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Lange, Thorid A1 - Hillger, W. A1 - Brekow, Gerhard A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Ferroelectret transducers for air-coupled ultrasonic testing of fiber-reinforced polymers N2 - Ferroelectrets are promising materials for air-coupled ultrasonic transducers. A transducer made of polarized cellular polypropylene, including its electronic interface, was developed and compared with conventional air-coupled probes. Test pieces of fiber-reinforced polymer containing impact flaws and flat-bottom holes were inspected in transmission. The ferroelectret transducers achieved a considerably higher signal-to-noise ratio. The impacts were clearly visible with all transducers, but less noisy with ferroelectret transducers. The flat-bottom holes were better detectable than with a conventional probe with about the same focus size. T2 - 39th Annual review of progress in quantitative nondestructive evaluation CY - Denver, Colorado, USA DA - 2012-07-15 KW - Air-coupled ultrasound KW - Transducer KW - Ferroelectret PY - 2013 SN - 978-0-7354-1129-6 DO - https://doi.org/10.1063/1.4789224 SN - 0094-243X SN - 1551-7616 N1 - Serientitel: AIP conference proceedings – Series title: AIP conference proceedings VL - 1511 SP - 1534 EP - 1540 AN - OPUS4-27747 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Döring, Joachim A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Gaal, Mate A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Erhard, Anton A1 - Bovtun, Viktor Petrovic T1 - Ferroelektret-Prüfköpfe für die zerstörungsfreie Prüfung mit Luftultraschall N2 - Für die luftgekoppelte Ultraschall-Prüfung wird der Prototyp eines neuartigen Prüfkopfes vorgestellt. Statt eines piezokeramischen Ultraschall-Wandlers mit einer λ/4-Anpassschicht wird eine Ferroelektret-Folie aus schaumförmigem Polypropylen eingesetzt. Durch die außerordentlich geringe akustische Impedanz der Folie reduzieren sich die Reflexionsverluste an den Grenzschichten zur Luft so stark, dass bei diesem Prüfkopf auf eine λ/4-Anpassschicht verzichtet werden kann. Außerdem ist die Folie hochspannungsfest. Sie konnte mit Spannungen von mehr als 3500 V angesteuert werden und erlaubte eine Vorspannung am Ultraschall-Wandler des Empfangsprüfkopfes von 2000 V. Mithilfe der hohen Anregungsspannung stieg die Amplitude des akustischen Prüfimpulses auf das 11,2-Fache. Die Empfindlichkeit des Empfängers erhöhte sich durch die Vorspannung weiter um den Faktor 4,3. Insgesamt steigt die Amplitude am Empfänger also auf das 48-Fache, bei gleichbleibendem Rauschpegel. Ein abschließender Vergleich mit kommerziellen Luftultraschall-Prüfköpfen belegt die Überlegenheit der Folien-Prüfköpfe. Damit rückt der Einsatz einer vollwertigen Impuls-Echo-Technik auch bei der luftgekoppelten Ultraschallprüfung deutlich näher. KW - Prüfkopf KW - Ferroelektret KW - Luftultraschall KW - Zerstörungsfreie Prüfung PY - 2013 SN - 0025-5300 VL - 55 IS - 2 SP - 96 EP - 102 PB - Hanser CY - München AN - OPUS4-27778 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Müller, Christina A1 - Gaal, Mate A1 - Rosenthal, Martina A1 - Bär, Sylke A1 - Lewis, A. A1 - Bloodworth, T. A1 - Guelle, D. A1 - Wilrich, P.-Th. T1 - ITEP-Test Trials for Detection Reliability Assessment of Metal Detectors N2 - The total reliability of a mine searching system is driven by the triple of intrinsic capability, which describes the physical-technical basis capability, the application and environmental factors and the human factors. Some of them can be determined in laboratory measurements but the human factor and a part of environment conditions and their interaction with the device need to be treated statistically. That is why the test & evaluation procedure described in CEN CWA 14747:2003, includes in addition to parameter tests of metal detectors also the reliability or blind field tests under local conditions with local personnel. A series of three big field trials had been accomplished in the ITEP-project 2.1.1.2 “Reliability Model for Test & Evaluation of Metal Detectors” to specify the optimum conditions for reliable trial results with affordable effort. For each set of specific working conditions, characterized in terms of a combination of one mine type in one soil with one detector handled by local personnel, the searching system will show up a working performance in mine detection rates as a function of mine depth and show up a certain overall false call rate. During the ITEP-trials in Benkovac and Oberjettenberg the authors learnt to determine this function separately for each mine type in each soil, which is especially important for low metal mines in uncooperative soil which will be illustrated for the mine PMA2 in different types of soil. The question of representativeness for field conditions on the one hand and necessary statistical set up for the possibility to distinguish between individual detector performances is still under discussion. KW - Zuverlässigkeit der Minensuche KW - Feldtests KW - Modulares Modell KW - Metalldetektor PY - 2005 UR - http://maic.jmu.edu/journal/8.2/rd/mueller.htm SN - 1533-9440 SN - 1533-6905 N1 - Geburtsname von Rosenthal, Martina: Scharmach, M. - Birth name of Rosenthal, Martina: Scharmach, M. IS - 8.2 SP - 86 EP - 90 CY - Harrisonburg AN - OPUS4-6041 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Gaal, Mate A1 - Bär, Sylke A1 - Müller, Christina A1 - Rosenthal, Martina A1 - Bloodworth, T. A1 - Lewis, A. A1 - Guelle, D. ED - Harmon, R. S. T1 - Optimizing detector trials for humanitarian demining T2 - Conference 2004 CY - Orlando, FL, USA DA - 2004-04-12 KW - Zuverlässigkeit der Minensuche KW - Feldtests KW - Modulares Modell KW - Metalldetektor PY - 2004 SN - 0-8194-5338-2 DO - https://doi.org/10.1117/12.541124 SN - 1605-7422 N1 - Geburtsname von Rosenthal, Martina: Scharmach, M. - Birth name of Rosenthal, Martina: Scharmach, M. N1 - Serientitel: SPIE proceedings series – Series title: SPIE proceedings series IS - 5415 SP - 1323 EP - 1334 PB - SPIE CY - Bellingham, Wash. AN - OPUS4-6045 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Müller, Christina A1 - Elagin, Mstislav A1 - Gaal, Mate A1 - Rosenthal, Martina A1 - Ewert, Uwe A1 - Osterloh, Kurt A1 - Wilrich, P.-Th. T1 - Determination of reliability in demining and NDT N2 - The detection of defects in aircraft components or parts of a power plant or mines in the ground is connected with the task to distinguish between signals caused be the item searched for and noisy signals from other sources. The reliability of the system is the better the better the system is in detecting the wanted signal and avoiding false alarms caused by noise. It is usual to measure the reliability of diagnostic systems in terms of ROC-curves (Re-ceiver Operating Characteristics) and POD-curves (Probability of Detec-tion). The ROC curves describe the POD versus Probability of False Alarm with growing system sensitivity along the curve. POD curves describe the Probability of Detection for a fixed sensitivity for a variation of item sizes or depths. Reliability of the whole system is always a composition of the physics and technique, application influences and the human factors. For the scien-tific understanding and possibilities of improvement, decomposition accord-ing to a modular model is helpful. The authors present their experiences with the reliability evaluation of metal detectors for humanitarian demining and an NDT system of mechanized ultrasonic phased array testing of copper welds. The special concern in demining is the influence of soil types, detec-tors and the experiences of human beings. T2 - MATEST 2004 CY - Zagreb, Croatia DA - 2004-10-14 KW - Flaw Detection KW - Mine Detection KW - Prohability of Detection KW - Receiver Operating Characteristics KW - Metal Detector Test Trials PY - 2004 SN - 953-96225-9-X N1 - Geburtsname von Rosenthal, Martina: Scharmach, M. - Birth name of Rosenthal, Martina: Scharmach, M. SP - 183 EP - 201 AN - OPUS4-6047 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Gaal, Mate A1 - Rosenthal, Martina A1 - Ewert, Uwe A1 - Lewis, A. A1 - Bloodworth, T. A1 - Wilrich, P.-Th. A1 - Guelle, D. A1 - Müller, Christina T1 - ITEP project 2.1.1.2 - Final report - Reliability model for test and evaluation of metal detectors N2 - Metal detectors used in demining have been tested within the frame of the International Test and Evaluation Programme project ITEP 2.1.1.2. Detection reliability tests were performed in accordance with the CEN workshop agreement describing specifications for test and evaluation (CWA 14747:2003). Results of these tests are aimed to verify and should help to optimise the proposed testing procedures. KW - Zuverlässigkeit der Minensuche KW - Feldtests KW - Modulares Modell KW - Metalldetektor PY - 2004 UR - http://www.itep.ws/pdf/Itep_no2.1.1.2_reliability_model.pdf N1 - Geburtsname von Rosenthal, Martina: Scharmach, M. - Birth name of Rosenthal, Martina: Scharmach, M. SP - 1 EP - 51 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung CY - Berlin AN - OPUS4-6049 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Müller, Christina A1 - Ewert, Uwe A1 - Wilrich, P.-Th. A1 - Spyra, W. T1 - Trial design for testing and evaluation of metal detectors used in humanitarian landmine clearance T2 - ECNDT 2006 9. Europäische Konferenz für Zerstörungsfreie Prüfung CY - Berlin, Germany DA - 2006-09-25 PY - 2006 AN - OPUS4-14202 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Müller, Christina T1 - Statistical design of experiments applied to tests of metal detectors used for mine detection T2 - 4th International Probabilistic Symposium CY - Berlin, Germany DA - 2006-10-12 PY - 2006 AN - OPUS4-14200 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Gaal, Mate A1 - Müller, Christina ED - Proske, D. T1 - Statistical design of experiments applied to tests of metal detectors used for mine detection T2 - 4th International Probabilistic Symposium CY - Berlin, Germany DA - 2006-10-12 KW - Zuverlässigkeit in der Minensuche KW - Feldtests KW - Modulares Modell KW - Metalldetektor PY - 2006 SN - 3-00-019232-8 SP - 253 EP - 264 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung CY - Berlin AN - OPUS4-14297 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Müller, Christina A1 - Ewert, Uwe A1 - Wilrich, P.-Th. A1 - Spyra, W. T1 - Trial Design for Testing and Evaluation of Metal Detectors Used in Humanitarian Landmine Clearance T2 - 9th European Conference on NDT CY - Berlin, Germany DA - 2006-09-25 KW - Zuverlässigkeit in der Minensuche KW - Feldtests KW - Modulares Modell KW - Metalldetektor PY - 2006 SN - 3-931381-86-2 SP - 1(?) EP - 10(?) PB - European Federation for Non-Destructive Testing CY - Berlin AN - OPUS4-14420 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Müller, Christina T1 - Versuchsplan für Prüfung und Bewertung von Metalldetektoren für die Minenräumung T2 - DGZfP-Jahrestagung 2007 (ZfP in Forschung, Entwicklung und Anwendung) CY - Fürth, Germany DA - 2007-05-14 PY - 2007 AN - OPUS4-14834 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Dohse, Elmar A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Amos, J. M. T1 - Air-coupled ultrasonic testing of metal adhesively bonded joints using cellular polypropylene transducers T2 - QNDE - Review of Prgress in Quantitative Nondestructive Evaluation CY - Baltimore, MD, USA DA - 2013-07-21 PY - 2013 AN - OPUS4-29059 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Pelkner, Matthias A1 - Gaal, Mate A1 - Daschewski, Maxim A1 - Brackrock, Daniel T1 - Evolution of modern NDT-methods for the inspection of lightweight components N2 - NDT is a multidisciplinary research area fusing the disciplines of natural Science and engineering. Particularly in the early development stages of a new testing method, feasibility investigations focus on the fundamental physical interaction between the sensing mechanism and specimen. Research activities during subsequent phases of modular prototype development, technical System Integration and Validation primarily attempt to solve the practical engineering and real-life aspects of a testing method. We show several examples of new methods in different stages of development and highlight the potential for further industrial use. The first section deals with Steel surfaces of lightweight components which are inspected with pm-sized magneto resistive sensor arrays. This quantitative magnetic stray field approach combines high spatial resolution and very high sensitivity, enabling the user to detect even very small micro-defects. Tuming to CFRP components we also show new developments in airbome ultrasonic testing. Here we use ferroelectret foils to reduce the acoustical mismatch between transducer and air, which enhances the signal-to-noise ratio. A further example illuminates the use of metallic nano layers as a broadband thermo acoustical emitter. Their use provides both high sound pressures and very broadband Signal characteristics. When it comes to CFRP components and other anisotropic and highly Scattering materials, ultrasonic matrix arrays in conjunction with many angles of incidences per transducer position can help to enhance the statistics of a testing problem. In the field of conventional water-coupled UT testing we also show the use of matrix array transducers providing a tomographic-like 3D-image of impact damage in CFRP samples. T2 - 12th International conference of the Slovenian society for non-destructive testing - Application of contemporary non-destructive testing in engineering CY - Portoroz, Slovenia DA - 04.09.2013 KW - GMR-sensors arrays KW - Air coupled ultrasonics KW - Thermo acoustical transducers KW - Matrix arrays PY - 2013 SN - 978-961-93537-0-7 SP - 303 EP - 314 AN - OPUS4-29245 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Döring, Joachim A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Brekow, Gerhard T1 - Entwicklung von Luftultraschall-Sensoren mit geringer akustischer Impedanz T2 - 15. ITG-/GMA-Fachtagung "Sensoren und Messsysteme 2010" CY - Nuremberg, Germany DA - 2010-05-18 PY - 2010 AN - OPUS4-21634 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Müller, Christina A1 - Bertovic, Marija A1 - Gaal, Mate A1 - Heidt, Heinrich A1 - Pavlovic, Mato A1 - Rosenthal, Martina A1 - Takahashi, K. A1 - Pitkänen, J. A1 - Ronneteg, U. T1 - Progress in evaluating the reliability of NDE systems - Paradigm shift N2 - The paper will give an overview of new methodology for evaluating the reliability of NDE systems accurately, reliably and efficiently in accordance with the specific requirements of industrial application. After a review of the substantive issues from the previous workshops, the go forward guidance from these interactions is considered. At the beginning of the reliability analysis, the actual safety demands have to be defined in order to fit the investigation to the level of risk when the component would fail. Next, all the essential influencing parameters need to be documented and transferred to an appropriate design of experiments (DOE) to determine the reliability in terms of a qualitative assessment for lower risk or in terms of a quantitative probability of detection (POD) or ROC (Receiver Operating Characteristics) curves for higher safety demands. A new paradigm is offered to consider the POD or reliability of the system as a function of the configuration of input variables and use it for optimisation rather than for a final judgement. An advantage for the end user is also to sample all single PODs to an integral 'Volume POD' of a part. Among the influencing parameters, the human factor is the most important one. A systematic psychological approach shall help to find out where the bottlenecks are but most importantly to provide best possible working conditions for the human inspectors. T2 - 4th European-American workshop on reliability of NDE CY - Berlin, Germany DA - 2009-06-24 KW - Zuverlässigkeit von ZfP-Systemen KW - Multiparameter POD PY - 2009 UR - http://www.ndt.net/article/reliability2009/Inhalt/we1a2.pdf SN - 978-3-940283-17-7 IS - DGZfP-BB 116 SP - 1 EP - 13 AN - OPUS4-20616 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Christina A1 - Pavlovic, Mato A1 - Bertovic, Marija A1 - Gaal, Mate A1 - Heidt, Heinrich A1 - Rosenthal, Martina A1 - Takahashi, K. A1 - Pitkänen, J. A1 - Ronneteg, U. T1 - Fortschritte bei der Bewertung der Zuverlässigkeit von ZfP-Systemen N2 - Es werden die Fortschritte bei der Bewertung der Zuverlässigkeit von ZfP-Systemen in den vergangenen 10 Jahren vorgestellt. Der modulare Ansatz bzw. die systematische Auflistung aller wesentlichen Einflussfaktoren stehen am Anfang jeder Bewertung, die jeweils spezifisch für einen industriellen bzw. Feldeinsatz angelegt wird. Weiterhin legt die zu Grunde liegende Sicherheitsanforderung fest, ob ein exaktes quantitatives statistisches Ergebnis z. B. für die Fehlergröße, die mit hoher Sicherheit detektiert wird angestrebt wird oder ob man sich mit einer qualitativen Abschätzung zufrieden geben kann. Moderne Werkzeuge wie das 'Design of Experiments' (Statistische Versuchsplanung), die Volumen-POD für ein Bauteil als ganzes oder auch die systematische psychologische Betrachtung des menschlichen Faktors unterstützen die Treffsicherheit der Untersuchung für den gewünschten Einsatzfall. Die Ergebnisse der ZfP-Prüfungen können immer nur so gut sein, wie der Mensch mit den Bedingungen zurechtkommt. Weiterhin kann die POD im Zusammenhang mit den Prozessparametern als helfendes Optimierungswerkzeug eingesetzt werden und nicht als endgültige Be(Ver)urteilung. Es werden Beispiele aus Bereichen der Energieerzeugung und Endlagerung präsentiert. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2009 CY - Münster, Deutschland DA - 2009-05-18 KW - POD KW - ROC KW - Paradigmenshift KW - Optimierung KW - Human factor PY - 2009 UR - http://www.ndt.net/article/dgzfp2009/Inhalt/mo3c2.pdf SN - 978-3-940283-16-0 IS - DGZfP-BB 115 (Mo.3.C.2) SP - 1 EP - 9 AN - OPUS4-20619 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Bertovic, Marija A1 - Gaal, Mate A1 - Müller, Christina A1 - Fahlbruch, B. T1 - Investigating human factors in manual ultrasonic testing: Testing the human factor model N2 - The human factors approach relies on understanding the properties of human capability and limitations under various conditions and the application of that knowledge in designing and developing safe systems. Following the principles of MTO (Man Technology Organization) approach, emphasis should be given to the way people interact with technical as well as organizational systems. A model describing human factor influences in relation to the performance shaping factors and their effect on the manual ultrasonic inspection performance had been built and a part of it empirically tested. The experimental task involved repeated inspection of 18 flaws according to the standard procedure under no, middle and high time pressure. Stress coping strategies, mental workload of the task, stress reaction and organizational factors have been measured. The results have shown that time pressure, mental workload and experience influence the quality of the inspection performance. Organizational factors and their influence on the inspection results were rated as important by the operators. However, further research is necessary into the effects of stress. T2 - 4th European-American workshop on reliability of NDE CY - Berlin, Germany DA - 2009-06-24 KW - Human factors KW - Time pressure KW - Nuclear power plants KW - Ultrasonic testing PY - 2009 UR - http://www.ndt.net/article/reliability2009/Inhalt/th4a3.pdf SN - 978-3-940283-17-7 IS - DGZfP-BB 116 SP - 1 EP - 8 AN - OPUS4-20615 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Döring, Joachim A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Lange, Thorid A1 - Hillger, W. A1 - Brekow, Gerhard A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Ferroelectret transducers for air-coupled ultrasonic testing of fiber-reinforced polymers T2 - QNDE-Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation, 2012 CY - Denver, CO, USA DA - 2012-07-15 PY - 2012 AN - OPUS4-26758 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Döring, Joachim A1 - Bovtun, V. A1 - Gaal, Mate A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Erhard, Anton A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Yakymenko, Y. T1 - Piezoelectric and electrostrictive effects in ferroelectret ultrasonic transducers N2 - Electromechanical response of polypropylene ferroelectret transducers under application of high-voltage pulses was measured by laser Doppler vibrometry and compared with results of ultrasonic through-air transmission between two ferroelectret transducers. The electromechanical response was completely explained by piezoelectric and electrostrictive effects. The electrostrictive effect dominates at high voltages and provides significant enlargement of the transducer constant, up to factor of 2.5. The induced strain of 1.7% was achieved at – 2000 V. The nonlinear ultrasonic transmission was shown to be well described by the piezoelectric and electrostrictive response of transmitter, except in the range of high negative exciting voltages where some limitation of the transmitted signal was observed. This limitation seems not to be a fundamental one and does not abolish the advantages of high-voltage excitation of polypropylene ferroelectret transducers. KW - Electromechanical effects KW - Ferroelectric devices KW - Piezoelectric transducers KW - Piezoelectricity KW - Ultrasonic transducers KW - Ultrasonic transmission KW - Cellular polypropylene KW - Ferroelectret KW - Electrostriction PY - 2012 DO - https://doi.org/10.1063/1.4759052 SN - 0021-8979 SN - 1089-7550 VL - 112 IS - 8 SP - 084505-1 - 084505-6 PB - American Institute of Physics CY - Melville, NY AN - OPUS4-26806 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Gaal, Mate A1 - Bertovic, Marija A1 - Müller, Christina A1 - Zickler, S. A1 - Fahlbruch, B. A1 - Spokoiny, V. A1 - Schombach, D. A1 - Just, Tilman A1 - Cramer, H.-J. T1 - Untersuchungen zum Einfluss menschlicher Faktoren auf das Ergebnis von zerstörungsfreien Prüfungen, Möglichkeiten zur Minimierung dieses Einflusses und Bewertung der Prüfergebnisse KW - Menschliche Faktoren KW - ZfP KW - Manuelle Ultraschallprüfung KW - WkP KW - KKW PY - 2009 IS - BfS-Projekt SR 2514 / Endbericht SP - 1 EP - 79 CY - Salzgitter AN - OPUS4-26081 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bertovic, Marija A1 - Gaal, Mate A1 - Müller, Christina A1 - Fahlbruch, B. T1 - Investigating human factors in manual ultrasonic testing: testing the human factors model N2 - The human factors approach relies on understanding the properties of human capability and limitations under various conditions and the application of that knowledge in designing and developing safe systems. Following the principles of the MTO (Man Technology Organisation) approach, emphasis should be given to the way people interact with technical as well as organisational systems. A model describing human factor influences in relation to the performance shaping factors and their effect on manual ultrasonic inspection performance had been built and a part of it empirically tested. The experimental task involved repeated inspection of 18 defects according to the standard procedure under no, middle and high time pressure. Stress coping strategies, the mental workload of the task, stress reaction and organisational factors have been measured. The results have shown that time pressure, mental workload and experience influence the quality of the inspection performance. Organisational factors and their influence on the inspection results were rated as important by the operators. However, further research is necessary into the effects of stress. KW - Human factors KW - Manual ultrasonic testing KW - In-service inspection KW - Nuclear power plants KW - Time pressure PY - 2011 DO - https://doi.org/10.1784/insi.2011.53.12.673 SN - 0007-1137 VL - 53 IS - 12 SP - 673 EP - 676 PB - British Institute of Non-Destructive Testing CY - Northampton AN - OPUS4-26083 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Döring, Joachim A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Brekow, Gerhard T1 - Einsatz von Luftultraschall-Sensoren mit geringer akustischer Impedanz T2 - DAGA 2010 - 36. Jahrestagung für Akustik CY - Berlin, Deutschland DA - 2010-03-15 KW - Luftultraschall KW - Sensor KW - Akustische Impedanz KW - Polypropylen PY - 2010 SN - 978-3-9808659-8-2 SP - 1041 EP - 1042 CY - Berlin AN - OPUS4-26402 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Döring, Joachim A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Bovtun, V. A1 - Brekow, Gerhard A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Charakterisierung der Wandler für Luftultraschallprüfung aus zellulärem Polypropylen-Ferroelektret N2 - In den letzten Jahren stieg die Anfrage für zerstörungsfreie Prüfung (ZIP) mit Luftultraschall deutlich. Die klassische ZfP mit Ultraschall nutzt Flüssigkeiten als Koppelmittel zwischen dem Wandler und dem Prüfkörper. Für die Prüfung von Gegenständen mit empfindlicher Oberfläche, die das Koppelmittel beschädigen oder verunreinigen kann, ist deswegen Luftultraschall besser geeignet. Eine mögliche Anwendung ist beispielsweise der Nachweis von Delaminationen in glas- und kohlefaserverstärkten Verbundwerkstoffen sowie Sandwichbauteilen, die in der Luftfahrt- und der Automobilindustrie eingesetzt werden. T2 - DAGA 2011 - 37. Jahrestagung für Akustik - Fortschritte der Akustik CY - Dusseldorf, Germany DA - 21.03.2011 KW - Luftultraschall KW - Wanderfolien KW - Zelluläres Polypropylen KW - Akustische Impedanz KW - Signal-Rausch-Anstand PY - 2011 SN - 978-3-939296-02-7 SP - 337 EP - 338 AN - OPUS4-26403 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Döring, Joachim A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Beck, Uwe A1 - Weise, Matthias A1 - Bovtun, Viktor Petrovic A1 - Brekow, Gerhard A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Parameter reproducibility of polypropylene ferroelectret transducers for air-coupled ultrasonic testing N2 - The extremely low acoustic impedance of polypropylene ferroelectret combined with its piezoelectric properties makes this material suitable for construction of aircoupled ultrasonic transducers for non-destructive testing. For the fabrication of transducers with a stable quality, the reproducibility of their key parameters is of interest. The reproducibility was evaluated by means of (i) impedance spectroscopy and (ii) pulse-echo measurements. (i) Impedance spectroscopy was applied to identify the resonance frequency, the coupling factor and the acoustic impedance of several nominally identical transducers. (ii) Pulse-echo measurements yielded the signal form of these transducers. The variation of the signal amplitude measured with pulseecho technique was about 10 dB. A part of this variation Comes from the deposition of transducer electrodes and another part from local variations of ferroelectret properties. The variation of the signal amplitude was caused by the observed variation of the coupling factor, which was also about 10 dB. The variation of the acoustic impedance was only about 1 dB, thus having no effect on the variation of the signal amplitude. These results indicate that the variability can be reduced by improving the control of electrode deposition and by optimizing the production technology affecting the reproducibility of material properties. T2 - 2011 IEEE International ultrasonics symposium (IUS) CY - Orlando, FL, USA DA - 18.10.2011 KW - Air-coupled ultrasonic transducers KW - Polypropylene ferroelectret KW - Reproducibility PY - 2011 IS - Abstract-ID 258 SP - 1 EP - 3 AN - OPUS4-26405 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Döring, Joachim A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Brekow, Gerhard T1 - Entwicklung von Luftschall-Sensoren mit geringer akustischer Impedanz T2 - Sensoren und Messsysteme 2010 - 15. ITG/GMA-Fachtagung CY - Nürnberg, Deutschland DA - 2010-05-18 KW - Luftultraschall KW - Sensor KW - Akustische Impedanz KW - Polypropylen PY - 2010 SN - 978-3-8007-3260-9 IS - A9/Paper 48 SP - 275 EP - 279 PB - VDE Verlag GmbH CY - Berlin, Offenbach AN - OPUS4-26407 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Döring, Joachim A1 - Dohse, Elmar A1 - Lange, Thorid A1 - Hillger, W. A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Air-coupled ferroelectret ultrasonic transducers applied to testing of fiber-reinforced polymers T2 - 12th International conference of the Slovenian society for non-destructive testing - Application of contemporary non-destructive testing in engineering CY - Portoroz, Slovenia DA - 2013-09-04 KW - Air-coupled ultrasound KW - Transducer KW - Ferroelectret KW - Cellular polypropylene KW - Fiber-reinforced polymers PY - 2013 SN - 978-961-93537-0-7 SP - 43 EP - 50 AN - OPUS4-29927 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hufschläger, Daniel A1 - Gaal, Mate A1 - Ahmadzadeh, Majid T1 - Simulation und Vermessung von thermoakustischen Schallquellen N2 - Zur Simulation des Schallfeldes von beliebig geformten konventionellen Schallquellen existieren viele Ansätze (EFIT, GPSS). Sie alle basieren auf der Annahme eines monochromatischen akustischen Signals, was meist eine gültige Annäherung darstellt. Allerdings sind bei thermoakustischen Quellen aufgrund ihrer Funktionsweise und der hohen Bandbreite viele der existierenden Ansätze nicht direkt anwendbar und können Beobachtungen bei der Vermessung von thermoakustischen Wandlern nicht vollständig abbilden und erklären. In diesem Beitrag wurde die bekannte Methode der generalisierten Punktquellensynthese (GPSS) für die Berechnung von Schallfeldern von thermoakustischen Schallquellen angewendet. Dabei gehen zahlreiche Parameter wie die Dicke und Geometrie der leitfähigen Schicht, Krümmung des Substrats, sowie die Signalform der Anregung in die Simulation ein. Neu an dem präsentierten Ansatz ist die Abweichung von der üblichen monochromatischen Annäherung und die Berücksichtigung der großen Bandbreite von thermoakustischen Wandlern. Für die Validierung der Simulationen wurden Schallfelder von Quellen mit bekannter Anregung und Geometrie breitbandig durch ein optisches Mikrofon vermessen. T2 - DGZfP Jahrestagung CY - Kassel, Germany DA - 23.05.2022 KW - Thermoacoustics KW - Sensor characterization KW - Simulation PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-549944 SP - 1 EP - 7 AN - OPUS4-54994 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hufschläger, Daniel A1 - Gaal, Mate A1 - Gohlke, Dirk A1 - Weise, Matthias A1 - Szewieczek, A. A1 - Hillger, W. A1 - Ilse, D. T1 - Array-Prüfköpfe für luftgekoppelte Ultraschallprüfung N2 - Seit Jahren stellt die luftgekoppelte Ultraschallprüfung eine etablierte Alternative zur konventionellen Prüfung von Leichtbaukomponenten aus den Bereichen Luft- und Raumfahrt sowie Automotive dar. Im Gegenteil zur flüssigkeitsgekoppelten Prüfung in Kontakt oder im Tauchbecken ist sie weniger invasiv und bietet daher zeitliche und finanzielle Anreize. Normalerweise wird die luftgekoppelte Prüfung mit Einzelelementschwingern in Durchschallung realisiert, wohingegen die Gruppenstrahlertechnik bereits Industriestandard im Bereich der Kontakttechnik darstellt. Die damit verbundenen Vorteile wie die aktive Fokussierung oder, die gezielte Manipulation des Einschallwinkels zur Anregung von geführten Wellen, finden im Bereich der luftgekoppelten Prüfung dabei noch wenig Anwendung. Im Rahmen dieses Beitrags stellen wir die ersten Zwischenergebnisse des geförderten Projektes „PALUP – Phased- Array-Technik für Luftultraschall-Prüfungen“ vor. Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Mehrelementschwingern auf Basis von zellulären Kunststoffen, die Entwicklung einer dedizierten Pulserstufe im Kilovoltbereich, sowie die nötige rauscharme messtechnische Auswertung jedes Einzelelements. T2 - DGZfP Jahrestagung CY - Kassel, Germany DA - 23.05.2022 KW - Phased array KW - Air-coupled ultrasound PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-549954 SP - 1 EP - 7 AN - OPUS4-54995 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hufschläger, Daniel A1 - Gaal, Mate A1 - Gohlke, Dirk A1 - Weise, Matthias A1 - Szewieczek, A. A1 - Hillger, W. A1 - Ilse, D. T1 - Array-Prüfköpfe für luftgekoppelte Ultraschallprüfung N2 - Seit Jahren stellt die luftgekoppelte Ultraschallprüfung eine etablierte Alternative zur konventionellen Prüfung von Leichtbaukomponenten aus den Bereichen Luft- und Raumfahrt sowie Automotive dar. Im Gegenteil zur flüssigkeitsgekoppelten Prüfung in Kontakt oder im Tauchbecken ist sie weniger invasiv und bietet daher zeitliche und finanzielle Anreize. Normalerweise wird die luftgekoppelte Prüfung mit Einzelelementschwingern in Durchschallung realisiert, wohingegen die Gruppenstrahlertechnik bereits Industriestandard im Bereich der Kontakttechnik darstellt. Die damit verbundenen Vorteile wie die aktive Fokussierung oder, die gezielte Manipulation des Einschallwinkels zur Anregung von geführten Wellen, finden im Bereich der luftgekoppelten Prüfung dabei noch wenig Anwendung. Im Rahmen dieses Beitrags stellen wir die ersten Zwischenergebnisse des geförderten Projektes „PALUP – Phased- Array-Technik für Luftultraschall-Prüfungen“ vor. Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Mehrelementschwingern auf Basis von zellulären Kunststoffen, die Entwicklung einer dedizierten Pulserstufe im Kilovoltbereich, sowie die nötige rauscharme messtechnische Auswertung jedes Einzelelements. T2 - DGZfP Jahrestagung CY - Kassel, Germany DA - 23.05.2022 KW - Phased array KW - Air-coupled ultrasound PY - 2022 AN - OPUS4-54996 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hufschläger, Daniel A1 - Gaal, Mate A1 - Ahmadzadeh, M. T1 - Simulation und Vermessung von thermoakustischen Schallquellen N2 - Zur Simulation des Schallfeldes von beliebig geformten konventionellen Schallquellen existieren viele Ansätze (EFIT, GPSS). Sie alle basieren auf der Annahme eines monochromatischen akustischen Signals, was meist eine gültige Annäherung darstellt. Allerdings sind bei thermoakustischen Quellen aufgrund ihrer Funktionsweise und der hohen Bandbreite viele der existierenden Ansätze nicht direkt anwendbar und können Beobachtungen bei der Vermessung von thermoakustischen Wandlern nicht vollständig abbilden und erklären. In diesem Beitrag wurde die bekannte Methode der generalisierten Punktquellensynthese (GPSS) für die Berechnung von Schallfeldern von thermoakustischen Schallquellen angewendet. Dabei gehen zahlreiche Parameter wie die Dicke und Geometrie der leitfähigen Schicht, Krümmung des Substrats, sowie die Signalform der Anregung in die Simulation ein. Neu an dem präsentierten Ansatz ist die Abweichung von der üblichen monochromatischen Annäherung und die Berücksichtigung der großen Bandbreite von thermoakustischen Wandlern. Für die Validierung der Simulationen wurden Schallfelder von Quellen mit bekannter Anregung und Geometrie breitbandig durch ein optisches Mikrofon vermessen. T2 - DGZfP Jahrestagung CY - Kassel, Germany DA - 23.05.2022 KW - Thermoacoustics KW - Sensor characterization PY - 2022 AN - OPUS4-54997 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hufschläger, Daniel A1 - Gaal, Mate T1 - Sending and receiving acoustic waves using atmospheric pressure plasmas N2 - Atmospheric pressure plasmas interact in various physical ways with their surroundings. They release heat and generate charge carriers, which leads to two effects. The first effect is the generation of acoustic waves due to heat release, known as the thermoacoustic effect, and the second effect is the perturbation of the resting fluid provoked by the release of charge carriers, called “ionic wind”. The direct connection between the charge carrier production of the discharge arrangement and the surroundings also allows the detection of acoustic waves by tracking the electrical current of the arrangement. This contribution introduces a multi-fluid model approach to describe the acoustic interaction of atmospheric plasmas. In addition, we present experimental results on commercially available and in-house fabricated discharge arrangements for either emitting or receiving acoustic waves. T2 - DAGA 2022 - 48. Jahrestagung für Akustik CY - Stuttgart, Germany DA - 21.03.2022 KW - Plasma acoustics KW - Atmospheric pressure discharges KW - Ait-coupled ultrasound PY - 2022 SN - 978-3-939296-20-1 VL - 48 SP - 923 EP - 926 CY - Berlin AN - OPUS4-54681 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Shapovalov, Oleg A1 - Shapovalova, M. A1 - Ossenbrink, R. A1 - Heckel, Thomas A1 - Michailov, V. A1 - Weiss, S. A1 - Gaal, Mate T1 - Verbessern der Korrosionsbeständigkeit eines hochtemperaturbeständigen Ultraschalldämpfungskörpers mittels Laserstrahl-Auftragschweißen N2 - Während in einem konventionellen Ultraschallprüfkopf ein Kunststoffdämpfungskörper mit Kleber oder Öl an einen Piezoschwinger angekoppelt ist, werden als Hochtemperaturlösung feinporöse sintermetallische Dämpfungsmaterialien mit einer Flüssigglasankopplung eingesetzt. Um dabei das Sintermetall vor dem korrosiven Angriff der Glasschmelze zu schützten, wird am Dämpfungskörper gegenwärtig Gold- oder Platinfolie zeit- und kostenaufwendig appliziert. In der aktuellen Arbeit wurde eine Methode zum Korrosionsschutz der sintermetallischen Oberfläche aus rostfreiem Stahl mittels Laser-Pulverauftragschweißen entwickelt. Im Laufe einer Schweißparameterstudie auf dem Substratmaterial aus massivem rostfreiem Stahl wurde die Eignung unterschiedlicher Auftragsmaterialien auf Nickel- und Kobaltbasis untersucht. Dabei wurde zunächst der Einfluss verschiedener Schweißparameter wie Laserleistung, Vorschubgeschwindigkeit und Pulvermenge auf die Auftragsqualität (Nahtform, Vermischungsgrad, Porosität) metallografisch bewertet. Anschließend wurden die aufgetragenen Schichten hinsichtlich ihrer Korrosionsbeständigkeit getestet. Der Kontakt mit einer flüssigen Glasmischung bei 500 °C hat bei keiner der beschichteten Proben sichtbare Korrosionswirkung gezeigt. Als Resultat der Schweißparameterstudie haben sich besonders die nickelbasierten Pulver als gut geeignete Materialien für den Prozess gezeigt. Die identifizierten Schweißparameter wurden im nächsten Schritt erfolgreich an das sintermetallische Substrat angepasst. T2 - DVS Congress CY - Online meeting DA - 14.09.2021 KW - Korrosion KW - Hochtemperaturbeständigkeit KW - Ultraschallwandler PY - 2021 SN - 978-3-96144-146-4 SN - 978-3-96144-147-1 VL - 2021 SP - 370 EP - 377 AN - OPUS4-53362 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Vössing, Konrad A1 - Gaal, Mate A1 - Niederleithinger, Ernst T1 - Air-coupled ferroelectret ultrasonic transducers for nondestructive testing of wood in through transmission and reflection mode N2 - The necessity and demand for nondestructive testing of wood-based materials which can automatically scan huge areas of wood is increasing. Air-coupled ultrasound (ACU) is used to detect defects and damage without altering the structure permanently. Using through transmission it is possible to detect even small holes and missing adhesive. If only one side of an object is accessible the reflection mode is preferred at the expense of a reduced resolution and penetration depth. Novel ferroelectret transducers with a high signal-to-noise ratio (SNR) enable a high-precision structure recognition. The transducers made of cellular polypropylene (PP) are quite suitable for ACU testing due to their extremely low Young’s modulus and low density which result in a favorable acoustic impedance for the transmission of ultrasonic waves between the transducer and air. Thus, defects such as delamination, rot, and cracks can be detected. Promising results were obtained under laboratory conditions with frequencies from 90 kHz to 200 kHz. The advantage of these ACU transducers is that they do not require contact to the sample, are accurate, and cost effective. Ultrasonic quality assurance for Wood is an important attempt to increase the acceptance of wooden structures and towards sustainability in civil engineering in general. T2 - International Conference on Sustainable Materials, Systems and Structures CY - Rovinj, Croatia DA - 20.03.2019 KW - Air-coupled ultrasound KW - Cellular polypropylene KW - Wood KW - Nondestructive Testing KW - Defect detection PY - 2019 SP - 28 EP - 33 AN - OPUS4-47682 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bente, Klaas A1 - Rus, J. A1 - Mooshofer, H. A1 - Gaal, Mate A1 - Grosse, C.U. T1 - Broadband air-coupled ultrasound emitter and receiver enable simultaneous measurement of thickness and speed of sound in solids N2 - Air-coupled ultrasound sensors have advantages over contact ultrasound sensors when a sample should not become contaminated or influenced by the couplant or the measurement has to be a fast and automated inline process. Thereby, air-coupled transducers must emit high-energy pulses due to the low air-to-solid power transmission ratios (10−3 to 10−8). Currently used resonant transducers trade bandwidth—a prerequisite for material parameter analysis—against pulse energy. Here we show that a combination of a non-resonant ultrasound emitter and a non-resonant detector enables the generation and detection of pulses that are both high in amplitude (130 dB) and bandwidth (2 µs pulse width). We further show an initial application: the detection of reflections inside of a carbon fiber reinforced plastic plate with thicknesses between 1.7 mm and 10 mm. As the sensors work contact-free, the time of flight and the period of the in-plate reflections are independent parameters. Hence, a variation of ultrasound velocity is distinguishable from a variation of plate thickness and both properties are determined simultaneously. The sensor combination is likely to find numerous industrial applications necessitating high automation capacity and opens possibilities for air-coupled, single-side ultrasonic inspection. KW - Thermoacoustic emitter KW - Optical microphone KW - Air-coupled ultrasound KW - Local resonance KW - Thickness measurement KW - Thickness resonance PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-569533 DO - https://doi.org/10.3390/s23031379 VL - 23 IS - 3 SP - 1379 PB - MDPI AN - OPUS4-56953 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate T1 - Pulskompression für luftgekoppelte Ultraschallprüfung mit Ferroelektret- und thermoakustischen Wandlern N2 - Die größten Vorteile der luftgekoppelten Ultraschallprüfung sind: die berührungslose Prüfung und der Verzicht auf ein flüssiges Koppelmittel. Allerdings weisen die meisten luftgekoppelten Prüfszenarien ein sehr geringes Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR) auf und die Pegel, die von luftgekoppelten Ultraschallwandlern realisiert werden, sind um mehrere Größenordnungen kleiner. Da diese Herausforderung auch in anderen Disziplinen wie bspw. der Radartechnik existiert und dort ebenfalls eine entscheidende Rolle spielt, wurde die dort eingesetzte Pulskompression auf die physikalischen Gegebenheiten der luftgekoppelten Ultraschallprüfung angepasst und angewandt. Dieser Beitrag präsentiert die Ergebnisse von zwei Versuchsaufbauten: 1) ein thermoakustischer Sender und ein optisches Mikrofon und 2) ein Paar Ferroelektret-Wandler als Sender und Empfänger. Aufgrund der physikalischen Randbedingungen wurden unipolare Kodierungen verwendet. Die Verwendung von unipolaren Kodes zur Modulation der Anregungssignale stellt dabei eine neue Methode dar, die so die Pulskompression für Ferroelektret- und thermoakustische Wandler ermöglichen soll. Die Anwendung der Pulskompression auf die Kombination aus thermoakustischem Sender und optischem Mikrofon konnte das Signal-zu-Rausch-Verhältnis um bis zu 15 dB und für die Ferroelektret-Wandler um bis zu 23 dB erhöhen. T2 - DAGA CY - Hannover, Germany DA - 19.3.2024 KW - Pulskompression KW - Luftgekoppelter Ultraschall KW - Ferroelektrete KW - Thermoakustik PY - 2024 UR - https://pub.dega-akustik.de/DAGA_2024/ SP - 1580 EP - 1583 AN - OPUS4-60169 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Wernicke, Pascal A1 - Hufschläger, Daniel T1 - Pulskompression für luftgekoppelte Ultraschallprüfung mit Ferroelektret- und thermoakustischen Wandlern N2 - Die größten Vorteile der luftgekoppelten Ultraschallprüfung sind: die berührungslose Prüfung und der Verzicht auf ein flüssiges Koppelmittel. Allerdings weisen die meisten luftgekoppelten Prüfszenarien ein sehr geringes Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR) auf und die Pegel, die von luftgekoppelten Ultraschallwandlern realisiert werden, sind um mehrere Größenordnungen kleiner. Da diese Herausforderung auch in anderen Disziplinen wie bspw. der Radartechnik existiert und dort ebenfalls eine entscheidende Rolle spielt, wurde die dort eingesetzte Pulskompression auf die physikalischen Gegebenheiten der luftgekoppelten Ultraschallprüfung angepasst und angewandt. Dieser Beitrag präsentiert die Ergebnisse von zwei Versuchsaufbauten: 1) ein thermoakustischer Sender und ein optisches Mikrofon und 2) ein Paar Ferroelektret-Wandler als Sender und Empfänger. Aufgrund der physikalischen Randbedingungen wurden unipolare Kodierungen verwendet. Die Verwendung von unipolaren Kodes zur Modulation der Anregungssignale stellt dabei eine neue Methode dar, die so die Pulskompression für Ferroelektret- und thermoakustische Wandler ermöglichen soll. Die Anwendung der Pulskompression auf die Kombination aus thermoakustischem Sender und optischem Mikrofon konnte das Signal-zu-Rausch-Verhältnis um bis zu 15 dB und für die Ferroelektret-Wandler um bis zu 23 dB erhöhen. T2 - DAGA CY - Hannover, Germany DA - 19.03.2024 KW - Pulskompression KW - Luftgekoppelter Ultraschall KW - Ferroelektrete KW - Thermoakustik PY - 2024 AN - OPUS4-60168 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kotschate, Daniel A1 - Gaal, Mate A1 - Kersten, H. T1 - Untersuchung der akustischen Eigenschaften von Plasmalautsprechern auf Basis einer dielektrischen gehemmten Oberflächenentladung (SDBD) N2 - Analog zu Blitz und Donner können elektrische Entladungen innerhalb eines Gasvolumens als akustische Quellen agieren und haben daher eine starke Verbreitung als diagnostische Methode (bspw. in der Raumakustik und bei der Ortung von Teilentladungen). Diese auf dem Prinzip der Thermoakustik beruhende Möglichkeit der Schallerzeugung und die damit verbundenen physikalischen Wechselwirkungen machen die Notwendigkeit einer mechanisch ausgelenkten Membran überflüssig. Dabei wird dem hochfrequenten Träger das Nutzsignal aufgeprägt, welches eine Volumenänderung des umliegenden Gases um seinen Ruhezustand verursacht. Durch die somit hervorgerufene zyklische thermische Wechselwirkung mit dem umliegenden Gasgemisch bedarf es daher ebenfalls keiner akustischen Anpassung. In den vorgestellten Ergebnissen wurde das Übertragungsverhalten eines Oberflächenplasmas (SDBD, surface dielectric barrier discharge) untersucht. Als Maß für den Wirkungsgrad und das Übertragungsverhalten des Aktuators wurden Klirrfaktor- und THD- Messungen und unter Variation der Eingangsleistungen durchgeführt. Durch die positiven akustischen Eigenschaften eröffnen sich neue Applikationen für den Einsatz von Plasmahochtönern wie bspw. zerstörungsfreie Werkstoffprüfung von Verbundsystemen und Klebeverbindungen im Automobilsektor oder im Bauwesen. T2 - 44. Jahrestagung für Akustik (DAGA 2018) CY - Munich, Germany DA - 19.03.2018 KW - Gas discharges KW - Atmospheric pressure plasma KW - Surface dielectric barrier discharge KW - Plasma speaker PY - 2018 SN - 978-3-939296-13-3 SP - 555 EP - 558 AN - OPUS4-44812 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Kotschate, Daniel T1 - New technologies for air-coupled ultrasonic transducers N2 - Air-coupled ultrasonic testing (ACUT) has experienced rapid growth within the last years. It is especially well suited to inspection of lightweight structures consisting of composite materials and adhesive joints. Uniform coupling and easy maintenance are its advantages compared to contact technique. However, the impedance mismatch between the transducer and air poses a major challenge to the development of ACUT transducers. Commercially available air-coupled transducers consist of a piezocomposite material and matching layers. Their fabrication is difficult in handling and their signal-to-noise ratio sometimes not sufficient for various testing requirements. However, there are several innovative approaches using other materials and other physical principles to transmit and receive an ultrasonic pulse. We present a review of the latest advances in research on air-coupled transducers for non-destructive testing, including previously unpublished results. We recognize two major directions as most promising: ferroelectrets and thermoacoustic transducers. Ferroelectrets are charged cellular polymers exhibiting piezoelectric properties. Their small acoustic impedance is matched to air better than matching layers applied in conventional air-coupled transducers. Applying bias voltage to a ferroelectret receiver is the latest development in this field, which increased the received signal by 12 to 15 dB. Thermoacoustic transducers use heat to initiate an ultrasonic wave, acting as transmitters. The working principle is known from nature as thunder and lightning: thermal energy of an electrically heated material, which can also be air, is converted into acoustic energy. Some thermoacoustic transmitters consist of a conductive layer with a thickness in the nanometer range deposited on a solid substrate. Another possibility is to use an electric spark. For the first time, measurements of the sound field of an electric spark up to 500 kHz were performed. Thermoacoustic transducers enable excitation of extremely broadband pulses while producing high pressure levels, which opens new possibilities for advanced signal processing. T2 - 12th European conference on Non-Destructive Testing CY - Gothenburg, Sweden DA - 11.06.2018 KW - Transducer KW - Air-coupled ultrasonic testing KW - Atmospheric pressure plasma KW - Cellular polypropylene KW - Ferroelectret PY - 2018 AN - OPUS4-45304 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Kotschate, Daniel A1 - Hansen, L. A1 - Kersten, H. T1 - Akustische Emission von Plasma bei dielektrischer Oberflächenentladung und Mikrohohlkathoden-Entladung N2 - Die physikalische Komplexität der Gasentladungen führt zu vielen Möglichkeiten für die Interaktion der Entladung mit ihrer Umgebung. Zu den typischen Anwendungen zählen Modifikationen der Materialoberflächen und Erzeugung von Ionen für Massenspektroskopie. Atmosphärendruckplasma generiert eine große Menge thermischer Energie wegen der Kollisionen in der Plasmarandschicht. Eine rasche Temperaturänderung kann in dem umgebenden Gas eine akustische Welle erzeugen, wie beim Blitz und Donner, was als thermoakustischer Effekt bekannt ist. Außerdem kann auch die Bewegung der Ladungsträger im elektrischen Feld, bekannt als ionischer Wind, eine akustische Welle erzeugen. In diesem Beitrag werden Versuche mit akustischer Emission von Plasma bei dielektrischer Oberflächenentladung und bei Mikrohohlkathoden dargestellt. Es werden auch mögliche Anwendungen für Plasmadiagnostik, sowie für den Bau von Schallwandlern für den Hör- und Ultraschallbereich präsentiert. Verglichen mit anderen Methoden der Schallerzeugung, hat die thermoakustische Anregung den Vorteil, dass sie auch ohne eine schwingende Masse auskommt, womit eine große Bandbreite erreicht wird, sowie den Vorteil einer guten Anpassung der akustischen Impedanz. T2 - 4. Workshop des Fachausschusses Ultraschall der DEGA e.V. CY - Kloster Drübeck, Germany DA - 18.06.2018 KW - Plasmadiagnostik KW - Plasma KW - Atmosphärendruckplasma KW - Akustik KW - Ultraschall KW - Luftultraschall PY - 2018 AN - OPUS4-45305 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Schadow, Florian A1 - Nielow, Dustin A1 - Trappe, Volker T1 - Prüfung von Rotorblattschalen mit Luftultraschall N2 - Um den sicheren Betrieb von Windkraftanlagen zu gewährleisten, werden Rotorblätter nach der Fertigung und nach Reparatur mit verschiedenen zerstörungsfreien Verfahren auf Schaden untersucht. Bei der Fertigung von Blattschalen, die in einer Sandwich-Schalenbauweise gefertigt werden, entstehen Imperfektionen, die unter Belastung zu großen Rissen führen können. Zur Prüfung von Blattschalen wird unter anderem Ultraschallprüfung in Kontakttechnik eingesetzt. Um den Wartungsaufwand von Ultraschallanlagen zu reduzieren und um manche Kompositstrukturen vor Koppelmittel zu schützen, wird die Anwendung von Luftultraschall erforscht. Insbesondere große Fortschritte gibt es im Bereich der Entwicklung neuer Wandler. In diesem Beitrag berichten wir über die Luftultraschallprüfung von Schalen für Rotorblätter. Es wurden typische Sandwichschalenstrukturen hergestellt und mit einem eigenentwickelten Schalenprüfstand unter simulierter Betriebsbeanspruchung belastet. Die in den Schalenprüfkörpern entstandenen Schäden wurden außerhalb des Prüfstandes mit Luftultraschall in Durchschallung untersucht. Es wurden fokussierende Wandler auf Basis von Ferroelektreten entwickelt und für diese Prüfungen eingesetzt. Mit zusätzlicher elektrischer Vorspannung konnte die Empfindlichkeit der Empfänger deutlich erhöht werden. Die nach dem Lastwechsel entstandenen Schäden in den Rotorblattschalen waren eindeutig zu detektieren. T2 - DGZfP-Jahrestagung CY - Leipzig, Germany DA - 07.05.2018 KW - Wandler KW - Rotorblattschalen KW - Luftultraschall KW - Ferroelektret PY - 2018 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-453066 SP - 7 PB - Deutsche Gesellschaft für zerstörungsfreie Prüfung e.V. (DGZfP) AN - OPUS4-45306 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Schadow, Florian A1 - Nielow, Dustin A1 - Trappe, Volker T1 - Prüfung von Rotorblattschalen mit Luftultraschall N2 - Um den sicheren Betrieb von Windkraftanlagen zu gewährleisten, werden Rotorblätter nach der Fertigung und nach Reparatur mit verschiedenen zerstörungsfreien Verfahren auf Schaden untersucht. Bei der Fertigung von Blattschalen, die in einer Sandwich-Schalenbauweise gefertigt werden, entstehen Imperfektionen, die unter Belastung zu großen Rissen führen können. Zur Prüfung von Blattschalen wird unter anderem Ultraschallprüfung in Kontakttechnik eingesetzt. Um den Wartungsaufwand von Ultraschallanlagen zu reduzieren und um manche Kompositstrukturen vor Koppelmittel zu schützen, wird die Anwendung von Luftultraschall erforscht. Insbesondere große Fortschritte gibt es im Bereich der Entwicklung neuer Wandler. In diesem Beitrag berichten wir über die Luftultraschallprüfung von Schalen für Rotorblätter. Es wurden typische Sandwichschalenstrukturen hergestellt und mit einem eigenentwickelten Schalenprüfstand unter simulierter Betriebsbeanspruchung belastet. Die in den Schalenprüfkörpern entstandenen Schäden wurden außerhalb des Prüfstandes mit Luftultraschall in Durchschallung untersucht. Es wurden fokussierende Wandler auf Basis von Ferroelektreten entwickelt und für diese Prüfungen eingesetzt. Mit zusätzlicher elektrischer Vorspannung konnte die Empfindlichkeit der Empfänger deutlich erhöht werden. Die nach dem Lastwechsel entstandenen Schäden in den Rotorblattschalen waren eindeutig zu detektieren. T2 - DGZfP-Jahrestagung CY - Leipzig, Germany DA - 07.05.2018 KW - Wandler KW - Rotorblattschalen KW - Luftultraschall KW - Ferroelektret PY - 2018 AN - OPUS4-45307 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Kotschate, Daniel T1 - New technologies for air-coupled ultrasonic transducers N2 - Air-coupled ultrasonic testing (ACUT) has experienced rapid growth within the last years. It is especially well suited to inspection of lightweight structures consisting of composite materials and adhesive joints. Uniform coupling and easy maintenance are its advantages compared to contact technique. However, the impedance mismatch between the transducer and air poses a major challenge to the development of ACUT transducers. Commercially available air-coupled transducers consist of a piezocomposite material and matching layers. Their fabrication is difficult in handling and their signal-to-noise ratio sometimes not sufficient for various testing requirements. However, there are several innovative approaches using other materials and other physical principles to transmit and receive an ultrasonic pulse. We present a review of the latest advances in research on air-coupled transducers for non-destructive testing, including previously unpublished results. We recognize two major directions as most promising: ferroelectrets and thermoacoustic transducers. Ferroelectrets are charged cellular polymers exhibiting piezoelectric properties. Their small acoustic impedance is matched to air better than matching layers applied in conventional air-coupled transducers. Applying bias voltage to a ferroelectret receiver is the latest development in this field, which increased the received signal by 12 to 15 dB. Thermoacoustic transducers use heat to initiate an ultrasonic wave, acting as transmitters. The working principle is known from nature as thunder and lightning: thermal energy of an electrically heated material, which can also be air, is converted into acoustic energy. Some thermoacoustic transmitters consist of a conductive layer with a thickness in the nanometer range deposited on a solid substrate. Another possibility is to use an electric spark. For the first time, measurements of the sound field of an electric spark up to 500 kHz were performed. Thermoacoustic transducers enable excitation of extremely broadband pulses while producing high pressure levels, which opens new possibilities for advanced signal processing. T2 - 12th European conference on Non-Destructive Testing CY - Gothenburg, Sweden DA - 11.06.2018 KW - Air-coupled ultrasonic testing KW - Atmospheric pressure plasma KW - Cellular polypropylene KW - Ferroelectret KW - Transducer PY - 2018 SP - ECNDT-0608-2018, 1 EP - 9 AN - OPUS4-45209 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Grager, J.-C. A1 - Kotschate, Daniel A1 - Gamper, J. A1 - Gaal, Mate A1 - Pinkert, K. A1 - Mooshofer, H. A1 - Goldammer, M. A1 - Grosse, C. U. T1 - Advances in air-coupled ultrasonic testing combining an optical microphone with novel transmitter concepts N2 - Air-coupled ultrasound (ACU) is increasingly used for automated and contactless inspection of large-scale composite structures as well as for non-destructive testing (NDT) of water-sensitive or porous materials. The major challenge to overcome using ACU in NDT is the enormous loss of ultrasonic energy at each solid-air interface caused by the high acoustic impedance mismatch. Resonant low-frequency piezoceramic transducers are specially designed to achieve high sound pressure levels. For an expanded use of this technique, however, the spatial resolution needs to be increased. Recent studies of our collaborative research group demonstrated the successful application of a resonance-free, highly sensitive receiver that uses a Fabry-Pérot etalon instead of piezoceramic materials or membranes. However, to reach the full potential of this broadband small-aperture optical microphone, novel transmitter concepts have to be developed and evaluated for advanced NDT applications. Different types of transmitter were tested in combination with the optical microphone acting as receiver and they were compared to conventional piezoceramic transducers in through-transmission mode. Monolithic carbon fiber-reinforced plastics (CFRP) and CFRP sandwich structures containing different defect types were inspected. Presented results are processed as C-scan images and further evaluated for spatial resolution, signal-to-noise ratio and sensitivity of each measurement setup. Novel transmitter concepts, such as ferroelectret and thermoacoustic emitters, show promising findings with a considerably improved time and spatial resolution for ACU-NDT. T2 - 12th European conference on Non-Destructive Testing CY - Gothenburg, Sweden DA - 11.06.2018 KW - Air-coupled ultrasonic testing KW - Optical microphone KW - Thermoacoustic KW - Cellular polypropylene KW - Ferroelectret KW - Transducer PY - 2018 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-452114 SP - ECNDT-0166-2018, 1 EP - 10 AN - OPUS4-45211 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hosseini, Seyed M.H. A1 - Ségur, D. A1 - Boehm, Rainer A1 - Gohlke, Dirk A1 - Heckel, Thomas A1 - Riemer, S. A1 - Brackrock, Daniel A1 - Gaal, Mate T1 - Characterization and optimization of ultrasonic tests for inspection of fiber-reinforced plastic composites in energy related applications N2 - Applications of fibre reinforced plastic (FRP) composites in modern industries are increasing due to their considerable advantages such as light weight and excellent mechanical properties. Accordingly, importance of operational safety of modern structures made of advanced composites by ensuring the material quality has led to increasing demands for development of non-destructive evaluation (NDE) systems. In the context of a European project entitled “Validated Inspection Techniques for Composites in Energy Applications” (VITCEA), the aim is to develop and validate traceable procedures for novel NDE techniques with contrasting damage detection capabilities in energy related applications such as wind and marine turbine blades, nacelles, oil and gas flexible risers. Accordingly, VITCEA focuses on optimization of ultrasonic tests (UTs) for quantitative defect detection and quality characterization of FRP structures. In this context, the present study describes the ultrasound field in heterogeneous composite materials. The theoretical predictions are compared with simulation results obtained from CIVA a software package dedicated to NDT simulations based on the asymptotic ray theory. T2 - WCNDT 2016 - - 19th World Conference on Non-Destructive Testing CY - München DA - 13.06.2016 KW - Ultrasonic tests KW - Composite KW - Wave propagation KW - Analytical approach PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-356398 SP - We.4.D.5, 1 EP - 8 AN - OPUS4-35639 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schadow, Florian A1 - Gaal, Mate A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Dohse, E. A1 - Köppe, Enrico T1 - Focusing air-coupled ultrasonic transducers based on ferroelectrets N2 - Rising importance of composite lightweight structures in aircraft and automobile industries increases the demand on reliable non-destructive testing methods for these structures. Air-coupled ultrasonic testing emerged to suit these requirements as it does not require any liquid coupling medium. In conventional air-coupled ultrasonic transducers, matching layers are used in order to decrease the impedance mismatch between transducer and air. Matching layers can be omitted by using ferroelectrets, which are charged cellular polymers having ferroelectric and piezoelectric properties. Especially a low Young’s modulus, low density and low sound velocity of cellular polypropylene (cPP) are properties being required for well-matched air-coupled ultrasonic transducers. In our contribution we show recent enhancements of cPP transducers resulting in focused sound fields and thus improved lateral sensitivity. The influence of different transmitter apertures was evaluated using measurements of the emitted sound field. Further we show a transmission of a test specimen of carbon-fiber-reinforced plastic (CFRP) containing artificial damages. Results of focused transducers were compared to planar ferroelectret transducers, as well as to conventional air-coupled transducers. T2 - 19th World Conference on Non-Destructive Testing 2016 CY - München, Germany DA - 13.06.2016 KW - Air-coupled ultrasonic testing KW - Ferroelectrets KW - Cellular polypropylene KW - Focused sound fields KW - Focused transducers PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-355116 UR - http://www.ndt.net/search/docs.php3?showForm=off&id=19453 SP - 1 EP - 8 AN - OPUS4-35511 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Christina A1 - Gaal, Mate A1 - Scharmach, Martina A1 - Bär, Sylke A1 - Lewis, A. A1 - Bloodworth, T. A1 - Guelle, D. A1 - Pavkovic, N. A1 - Steker, I. T1 - Metalldetektor-Tests in Oberjettenberg November 2003 - Bundeswehrteststelle WTD 52 N2 - Dieses Poster befasst sich mit Testfeldern und Kalibrierflächen, Training, Minensuche in den Testfeldern, Ausmessung der Minenanzeigen, Dateiangabe und Analyse und dem Ausgraben der gefundenen Minen T2 - ITEP-Workshop 2003 CY - Berlin, Germany DA - 16.12.2003 KW - Testfelder KW - Kalibrierflächen KW - Minensuche PY - 2003 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-35853 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Heckel, Thomas A1 - Hintze, H. A1 - Bethke, S. A1 - Rohrschneider, A. T1 - Modern NDT Methods for the Detection of Cracks in Shaft and Hollow Axles T2 - QNDE CY - Minneapolis (USA) DA - 2015-07-25 PY - 2015 AN - OPUS4-34017 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate T1 - Luftultraschallwandler aus zellulärem Polypropylen T2 - Messe CONTROL CY - Stuttgart DA - 2015-05-05 PY - 2015 AN - OPUS4-33940 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate T1 - Luftultraschallwandler aus zellulärem Polypropylen T2 - Messe SENSOR + TEST CY - Nürnberg DA - 2015-05-18 PY - 2015 AN - OPUS4-33942 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Dohse, Elmar A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Luftultraschallprüfung von CFK mit planaren und fokussierenden Wandlern N2 - Für die Prüfung von Leichtbaustrukturen ist in den letzten Jahren ein vermehrter Einsatz der Luftultraschallprüfung zu verzeichnen. Insbesondere eignet sich Luftultraschall für die Prüfung von Faserkunststoffverbunden und hybrider Werkstoffverbunde, die ihre Anwendung in der Automobilindustrie und Luftfahrt finden. Für den Bau von marktüblichen Luftultraschall-Wandlern werden Piezokomposite mit Anpassschichten versehen. Ihre Herstellung ist allerdings sehr anspruchsvoll und die erreichbaren Signal-Rausch-Abstände sind für viele Prüfprobleme als noch nicht ausreichend einzustufen. Zwecks gesteigerter Effizienz beim Schallübertrag in die Luft wurden Luftultraschall-Sender und -Empfänger aus zellulärem Polypropylen entwickelt. Dieses piezoelektrische Material ist aufgrund seiner geringer Dichte und seiner sehr geringen Schallgeschwindigkeit an die niedrige akustische Impedanz der Luft deutlich besser angepasst, als die üblicherweise verwendeten Anpassschichten. Letztere können bei Polypropylen-Wandlern daher gänzlich vermieden werden. In diesem Beitrag wird Luftultraschall-Prüfung an zwei verschiedenen CFK-Testkörpern vorgestellt: an einer Platte mit T-Stringern aus dem Seitenleitwerk eines Flugzeugs und an einer Platte mit künstlich eingebrachten Fehlern. Es wurde mit unterschiedlichen planaren und fokussierenden Wandlern geprüft. Marktübliche Wandler mit Anpassschichten wurden mit den selbstentwickelten Wandlern aus zellulärem Polypropylen verglichen. Der Signal-Rausch-Abstand und die laterale Auflösung wurden sowohl im Prüfaufbau mit senkrechter Einschallung als auch mit Schrägeinschallung gemessen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Schrägeinschallung zwar den Signal-Rauschabstand erhöht, aber die laterale Auflösung verschlechtern kann. T2 - DACH Jahrestagung 2015 CY - Salzburg, Austria DA - 11.05.2015 PY - 2015 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-349751 UR - http://jt2015.dgzfp.de/Portals/jt2015/BB/mi1a3.pdf SP - Mi.1.A.3-1 EP - Mi.1.A.3-9 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) CY - Berlin AN - OPUS4-34975 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Köppe, Enrico A1 - Schadow, Florian A1 - Caldeira, Rui A1 - Dohse, Elmar T1 - Luftultraschall von CFK und Klebeverbindungen mit fokussierenden Ferroelektret-Wandlern T2 - Sitzung des Arbeitskreises München der DGZfP CY - München DA - 2015-11-12 PY - 2015 AN - OPUS4-34976 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Köppe, Enrico A1 - Schadow, Florian A1 - Caldeira, Rui A1 - Dohse, Elmar T1 - Luftultraschall von CFK und Klebeverbindungen mit fokussierenden Ferroelektret-Wandlern T2 - Sitzung des FA Millimeterwellen und Terraherz CY - Berlin DA - 2015-10-29 PY - 2015 AN - OPUS4-34977 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Köppe, Enrico A1 - Schadow, Florian A1 - Caldeira, Rui A1 - Dohse, Elmar T1 - Luftultraschall von CFK und Klebeverbindungen mit fokussierenden Ferroelektret-Wandlern T2 - Seminar des FA Ultraschallprüfung "Ultraschall-Prüfung von komplexen Werkstoffen, Bauteilen und Verbindungen" CY - Saarbrücken DA - 2015-11-03 PY - 2015 AN - OPUS4-34979 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Dohse, Elmar A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Ultraschallprüfköpfe zur Ankopplung über Luft auf der Basis von Ferroelektreten T2 - Workshop "Innovative ZfP mit bildgebender Ultraschallprüftechnik" CY - Braunschweig, Germany DA - 2014-03-14 PY - 2014 AN - OPUS4-30426 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Stark, Wolfgang A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Bovtun, V. T1 - Bestimmung der elastischen Eigenschaften des Polypropylen-Ferroelektrets T2 - DAGA 2014, 40. Jahrestagung für Akustik CY - Oldenburg, Germany DA - 2014-03-10 PY - 2014 AN - OPUS4-30427 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Daschewski, Maxim A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Schadow, Florian A1 - Dohse, Elmar A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Weise, Matthias A1 - Beck, Uwe T1 - Novel air-coupled ultrasonic transducer combining the thermoacoustic with the piezoelectric effect N2 - In recent years, there has been an increasing industrial demand for one-sided inspection of various structures by means of air-coupled ultrasonic technique. Lightweight structures based on carbon-fibre-reinforced polymers may have very complex shapes, making air-coupled transmission difficult or even impossible. The inspection of concrete structures is another example where one-sided inspection is required. To address these challenges a new type of transducer for air-coupled pulse-echo inspection was developed, which unites two principles: thermoacoustic emission and piezoelectric reception. The thermoacoustic emitter is a titanium electrode with a thickness of several tens of nanometer. This electrode was deposited onto charged cellular polypropylene, which serves as a piezoelectric receiver. The thermoacoustic transmission is based on a transformation of the thermal energy of an electrically heated electrode into the acoustic energy of an ultrasonic wave. Thermoacoustic emitters provide resonance-free behaviour and thus extremely broadband pulses. Charged cellular polypropylene is piezoelectric due to the polarization of its cells and it is well matched to air, with a Young modulus in the order of magnitude of MPa. In this contribution we present some pulse-echo measurements with the first prototypes of the combined thermoacoustic-piezoelectric transducer. T2 - World Conference of Non-Destructive Testing CY - Munich, Germany DA - 13.6.2016 KW - Thermoacoustic KW - Piezoelectric KW - Ultrasonic transducer KW - Ferroelectret PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-367151 VL - 158 SP - Mo.1.F.4, 1 EP - 6 AN - OPUS4-36715 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Daschewski, Maxim A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Schadow, Florian A1 - Dohse, Elmar A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Weise, Matthias A1 - Beck, Uwe T1 - Novel air-coupled ultrasonic transducer combining the thermoacoustic with the piezoelectric effect N2 - In recent years, there has been an increasing industrial demand for one-sided inspection of various structures by means of air-coupled ultrasonic technique. Lightweight structures based on carbon-fibre-reinforced polymers may have very complex shapes, making air-coupled transmission difficult or even impossible. The inspection of concrete structures is another example where one-sided inspection is required. To address these challenges a new type of transducer for air-coupled pulse-echo inspection was developed, which unites two principles: thermoacoustic emission and piezoelectric reception. The thermoacoustic emitter is a titanium electrode with a thickness of several tens of nanometer. This electrode was deposited onto charged cellular polypropylene, which serves as a piezoelectric receiver. The thermoacoustic transmission is based on a transformation of the thermal energy of an electrically heated electrode into the acoustic energy of an ultrasonic wave. Thermoacoustic emitters provide resonance-free behaviour and thus extremely broadband pulses. Charged cellular polypropylene is piezoelectric due to the polarization of its cells and it is well matched to air, with a Young modulus in the order of magnitude of MPa. In this contribution we present some pulse-echo measurements with the first prototypes of the combined thermoacoustic-piezoelectric transducer. T2 - World Conference of Non-Destructive Testing CY - Munich, Germany DA - 13.6.2016 KW - Ferroelectret KW - Thermoacoustic KW - Piezoelectric KW - Ultrasonic transducer PY - 2016 AN - OPUS4-36716 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Schadow, Florian A1 - Köppe, Enrico A1 - Dohse, Elmar ED - Chimenti, D. E. ED - Bond, L. J. T1 - Focusing of ferroelectret air-coupled ultrasound transducers N2 - Air-coupled ultrasound has been applied increasingly as a non-destructive testing method for lightweight construction in recent years. It is particularly appropriate for composite materials being used in automotive and aviation industry. Air-coupled ultrasound transducers mostly consist of piezoelectric materials and matching layers. However, their fabrication is challenging and their signal-to-noise ratio often not sufficient for many testing requirements. To enhance the efficiency, air-coupled ultrasound transducers made of cellular polypropylene have been developed. Because of its small density and sound velocity, this piezoelectric ferroelectret matches the small acoustic impedance of air much better than matching layers applied in conventional transducers. In our contribution, we present two different methods of spherical focusing of ferroelectret transducers for the further enhancement of their performance in NDT applications. Measurements on carbon-fiber-reinforced polymer (CFRP) samples and on metal adhesive joints performed with commercially available focused air-coupled ultrasound transducers are compared to measurements executed with self-developed focused ferroelectret transducers. T2 - 42nd Annual Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation CY - Minneapolis, Minnesota, USA DA - 26.07.2015 KW - Ferroelectret KW - Transducer KW - Air-coupled KW - Ultrasonic KW - Focusing PY - 2016 SP - 080001 PB - AIP Publishing CY - Melville, NY, USA AN - OPUS4-35955 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Gaal, Mate A1 - Bovtun, Viktor A1 - Stark, Wolfgang A1 - Erhard, Anton A1 - Yakymenko, Y. A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Viscoelastic properties of cellular polypropylene ferroelectrets N2 - Viscoelastic properties of cellular polypropylene ferroelectrets (PP FEs) were studied at low frequencies (0.3–33 Hz) by dynamic mechanical analysis and at high frequencies (250 kHz) by laser Doppler vibrometry. Relaxation behavior of the in-plane Young’s modulus (Y´ 11~1500 MPa at room temperature) was observed and attributed to the viscoelastic response of polypropylene matrix. The out-of-plane Young’s modulus is very small (Y´33≈0.1 MPa) at low frequencies, frequency- and stress-dependent, evidencing nonlinear viscoelastic response of PP FEs. The highfrequency mechanical response of PP FEs is shown to be linear viscoelastic with Y´33≈0.8 MPa. It is described by thickness vibration mode and modeled as a damped harmonic oscillator with one degree of freedom. Frequency dependence of Y*33 in the large dynamic strain regime is described by the broad Cole-Cole relaxation with a mean frequency in kHz range attributed to the Dynamics of the air flow between partially closed air-filled voids in PP FEs. Switching-off the relaxation contribution causes dynamic crossover from the nonlinear viscoelastic regime at low frequencies to the linear viscoelastic regime at high frequencies. In the small strain regime, contribution of the air flow seems to be insignificant and the power-law response, attributed to the mechanics of polypropylene cell walls and closed air voids, dominates in a broad frequency range. Mechanical Relaxation caused by the air flow mechanism takes place in the sound and ultrasound frequency range (10 Hz–1MHz) and, therefore, should be taken into account in ultrasonic applications of the PP FEs deal with strong exciting or receiving signals. KW - Viscoelastic KW - Cellular polypropylene KW - Ferroelectret PY - 2016 DO - https://doi.org/10.1063/1.4944798 SN - 0021-8979 SN - 1089-7550 SN - 1520-8850 VL - 119 SP - Article Number: 125101 PB - AIP Publishing AN - OPUS4-35956 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Dohse, Elmar A1 - Schadow, Florian A1 - Köppe, Enrico T1 - Focusing of ferroelectret air-coupled ultrasound transducers N2 - Air-coupled ultrasound has been applied increasingly as a non-destructive testing method for lightweight construction in recent years. It is particularly appropriate for composite materials being used in automotive and aviation industry. Air-coupled ultrasound transducers mostly consist of piezoelectric materials and matching layers. However, their fabrication is challenging and their signal-to-noise ratio often not sufficient for many testing requirements. To enhance the efficiency, air-coupled ultrasound transducers made of cellular polypropylene have been developed. Because of its small density and sound velocity, this piezoelectric ferroelectret matches the small acoustic impedance of air much better than matching layers applied in conventional transducers. In our contribution, we present two different methods of spherical focusing of ferroelectret transducers for the further enhancement of their performance in NDT applications. Measurements on carbon-fiber-reinforced polymer (CFRP) samples and on metal adhesive joints performed with commercially available focused air-coupled ultrasound transducers are compared to measurements executed with self-developed focused ferroelectret transducers. T2 - 42nd Annual Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation CY - Minneapolis, Minnesota, USA DA - 26.07.2015 KW - Focusing KW - Ferroelectret KW - Air-coupled KW - Transducer KW - Ultrasonic PY - 2015 AN - OPUS4-35957 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Dohse, Elmar A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Amos, J. M. ED - Chimenti, D.E. ED - Bond, L.J. ED - Thompson, D.O. T1 - Air-coupled ultrasonic testing of metal adhesively bonded joints using cellular polypropylene transducers N2 - Adhesively bonded aluminum components have been widely used in the aerospace industry for weight-efficient and damage-tolerant structures. Automated squirter jet immersion ultrasonic testing is a common inspection technique to assure the bond integrity of large, contoured assemblies. However, squirter jet inspection presents several limitations in scanning speed, related to water splash noise over protruding stiffeners and splash interference crosstalk in multi-channel inspection systems. Air-coupled ultrasonic testing has been evaluated as an alternative, possibly offering the benefits of increased throughput by enabling higher speeds, and eliminating the contamination concerns and maintenance issues of water couplant systems. Adhesive joints of multi-layer aluminum plates with artificial disbonds were inspected with novel air-coupled ultrasonic probes based on cellular polypropylene. Disbonds of various sizes were engineered in several multi-layer configurations and at various depths. Results were compared with squirter jet immersion and conventional piezoelectric transducer designs in terms of scan contrast, resolution and inspection time. T2 - 40th Annual review of progress in quantitative nondestructive evaluation CY - Baltimore, Maryland, USA DA - 21.07.2013 KW - Air-coupled KW - Ultrasonic KW - Metal bond KW - Ferroelectret PY - 2014 SN - 978-0-7354-1212-5 SN - 978-0-7354-1211-8 DO - https://doi.org/10.1063/1.4864857 SN - 0094-243X N1 - Serientitel: AIP conference proceedings – Series title: AIP conference proceedings VL - 1581 33A SP - 471 EP - 478 PB - AIP Publishing AN - OPUS4-31362 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Bovtun, V. A1 - Stark, Wolfgang A1 - Kreutzbruck, Marc ED - Kollmeier, B. T1 - Bestimmung der elastischen Eigenschaften des Polypropylen-Ferroelektrets N2 - Ferroelektrete sind zelluläre polarisierte Polymere, die ferroelektrische und dadurch auch piezoelektrische Eigenschaften aufweisen. Unter anderem werden sie für den Bau von Mikrofonen und Ultraschallwandlern für Materialprüfung eingesetzt. Dabei erweist sich ihre besonders niedrige akustische Impedanz als Vorteil. Ursache dafür ist vor allem ihr außergewöhnlich niedriger Elastizitätsmodul in Dickenrichtung. In diesem Beitrag werden zwei Methoden für die Ermittlung des Elastizitätsmoduls des geladenen zellulären Polypropylens (zPP) dargestellt. Die erste ist eine neuartige modellgestützte Methode mittels Laservibrometrie an dem eigenentwickelten Polypropylen-Wandler, wobei die Resonanzschwingung des Wandlers bei 250 kHz gemessen wird. Die zweite Methode ist dynamisch-mechanische Analyse (DMA) durchgeführt mit Frequenzen von 0,3 bis 50 Hz, erstmalig für das zPP angewendet. T2 - DAGA 2014 - 40. Jahrestagung für Akustik CY - Oldenburg, Germany DA - 10.03.2014 PY - 2014 SN - 978-3-939296-06-5 SP - 1 EP - 2 AN - OPUS4-31368 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Stegemann, Robert A1 - Pelkner, Matthias A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Luftultraschallprüfung von CFK mit planaren und fokussierenden Wandlern T2 - DACH-Jahrestagung 2014 CY - Salzburg, Austria DA - 2014-07-20 PY - 2014 AN - OPUS4-31618 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Dohse, Elmar A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Köppe, Enrico A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Hillger, W. A1 - Amos, J. M. T1 - Ultrasonic testing of adhesively bonded joints using air-coupled cellular polypropylene transducers N2 - In air-coupled ultrasonic testing, the impedance mismatch between the transducer and the air is commonly being solved by adding matching layers to composite transducers. To avoid the difficult technological procedure regarding matching layers, some new piezoelectric materials have been proposed. Most promising are ferroelectrets, which are charged cellular polymers, having ferroelectric and consequently piezoelectric properties. In particular, the extreme softness of cellular polypropylene (cPP) leads to a high piezoelectric constant and to a good impedance match with the air, making matching layers redundant. Its elasticity modulus below 1 MPa causes an additional effect not observed with common piezoelectric materials: that is the electrostrictive effect, here defined as the thickness change due to the attractive force between the transducer electrodes. This effect exceeds the piezoelectric effect at excitation voltages over 1 kV. The extreme softness of cPP leads also to high flexibility, enabling easy focusing by bending the transducer. We have developed air-coupled ultrasonic transducers based on cPP. This includes the electrical matching networks for the transmitter and for the receiver. The transmitter is excited with voltages up to 2.5 kV, so that the electrostrictive effect dominates, leading to sound pressure around 145dB at the transducer surface. These transducers have been applied for testing carbon-fiber-reinforced polymer plates, adhesive joints and other composite structures. Here we report about ultrasonic transmission of two types of adhesive joints. The first one is multi-layer aluminium components with some artificial disbonds, which are common in aerospace industry, and the second one is an aluminium-steel joint with polyurethane adhesive, which is used in automotive industry. T2 - ECNDT 2014 - 11th European conference on non-destructive testing CY - Prague, Czech Republic DA - 06.10.2014 KW - Air-coupled KW - Ultrasonic testing KW - Ferroelectret KW - Cellular polypropylene KW - Transducer KW - Adhesive joint PY - 2014 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-317204 SN - 978-80-214-5018-9 SP - 1 EP - 8 PB - Brno University of Technology AN - OPUS4-31720 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Döring, Joachim A1 - Brekow, Gerhard A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Prager, Jens T1 - Fehlernachweis mit Plattenwellen und Luftultraschall T2 - DGZfP-Jahrestagung 2009 CY - Münster, Germany DA - 2009-05-18 PY - 2009 AN - OPUS4-19811 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Takahashi, K. A1 - Gaal, Mate A1 - Gülle, D. T1 - Data analysis and performance evaluation of japanese dual-sensor systems tested in Croatia KW - Test KW - Dual sensor KW - Landmine detection PY - 2009 UR - http://maic.jmu.edu/JOURNAL/13.3/randd/takahashi_etal/takahashi_etal.htm IS - 13.3 SP - 1 EP - 6 PB - Mine action info center/JMU AN - OPUS4-21110 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kitze, Jessica A1 - Brackrock, Daniel A1 - Brekow, Gerhard A1 - Prager, Jens A1 - Gaal, Mate A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Szabo, D. A1 - Kuti, K. A1 - Paczolay, G. T1 - SAFT und TOFD - Ein Vergleich im Analyseverhalten von Reflektoren N2 - Mit der Gruppenstrahlertechnik der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung sind umfangreiche Untersuchungen an einer plattierten Druckbehälter-Testwand durchgeführt worden. In der vorliegenden Testwand mit einer Wanddicke von 149 mm befinden sich künstliche Testreflektoren im Schweißnaht- und Plattierungsbereich, die mit Gruppenstrahler- Prüfköpfen mit unterschiedlichen Frequenzen, Einschallwinkeln und Einschallrichtungen nachgewiesen und in ihrem Anzeigenverhalten analysiert wurden. Zur Rekonstruktion der Reflektoranzeigen wurde ein SAFT - Algorithmus verwendet, der die Variation der Einschallwinkel berücksichtigt. Zum Vergleich sind die Reflektoren auch mit der TOFD - Technik analysiert worden. Ziel der Untersuchungen war der direkte Vergleich der Eignung der SAFT- und TOFDTechnik zur quantitativen Reflektorgrößenbestimmung. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2010 CY - Erfurt, Deutschland DA - 2010-05-10 PY - 2010 SN - 978-3-940283-26-9 IS - DGZfP-BB 122 (Mi.2.A.3) SP - 1 EP - 11 CY - Berlin AN - OPUS4-21880 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Döring, Joachim A1 - Bovtun, V. A1 - Brekow, Gerhard A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Charakterisierung der Luftultraschallwandler aus zellulärem ferroelektrischem Polypropylen T2 - DGZfP-Jahrestagung CY - Bremen, Germany DA - 2011-05-30 PY - 2011 AN - OPUS4-23908 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Döring, Joachim A1 - Bovtun, Viktor Petrovic A1 - Brekow, Gerhard A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Charakterisierung der Wandler für Luftultraschallprüfung aus zellulärem Polypropylen-Ferroelektret T2 - 37th Annual Conference on Acoustics - DAGA 2011 CY - Düsseldorf, Germany DA - 2011-03-21 PY - 2011 AN - OPUS4-23496 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Gaal, Mate A1 - Döring, Joachim A1 - Brekow, Gerhard A1 - Kreutzbruck, Marc ED - Mazal, Pavel T1 - Detection of flaws with lamb waves and air-coupled ultrasound T2 - 5th International workshop of NDT experts - NDT in progress 2009 CY - Prague, Czech Republic DA - 2009-10-12 KW - Lamb waves KW - Air-coupled probes KW - Beam profile KW - Ultrasonic testing PY - 2009 SN - 978-80-214-3968-9 SP - 53 EP - 58 AN - OPUS4-20335 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Döring, Joachim A1 - Brekow, Gerhard A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Detection of Flaws with Lamb Waves and Air-Coupled Ultrasound T2 - 5th International Workshop NDT in Progress CY - Prague, Czech Republic DA - 2009-10-12 PY - 2009 AN - OPUS4-20292 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Döring, Joachim A1 - Prager, Jens A1 - Brekow, Gerhard A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Fehlernachweis mit Plattenwellen und Luftultraschall T2 - DGZfP-Jahrestagung 2009 CY - Münster, Deutschland DA - 2009-05-18 KW - Plattenwellen KW - Luftultraschall KW - Ultraschallprüfung PY - 2009 SN - 978-3-940283-16-0 IS - DGZfP-BB 115 ( Di.1.A.2) SP - 1 EP - 7 AN - OPUS4-20516 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Kitze, Jessica A1 - Brackrock, Daniel A1 - Brekow, Gerhard A1 - Prager, Jens A1 - Gaal, Mate A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Szabo, D. A1 - Kuti, K. A1 - Paczolay, G. T1 - SAFT und TOFD - Ein Vergleich im Analyseverhalten von Reflektoren T2 - 15. ITG/GMA-Fachtagung - Sensoren und Messsysteme 2010 CY - Nürnberg, Deutschland DA - 2010-05-18 PY - 2010 SN - 978-3-8007-3260-9 IS - C5/115 SP - 650 EP - 657 PB - VDE-Verl. CY - Berlin; Offenbach AN - OPUS4-22971 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Schadow, Florian A1 - Beck, Uwe A1 - Daschewski, M. A1 - Kreutzbruck, M. T1 - Airborne ultrasonic systems for one-sided inspection using thermoacoustic transmitters N2 - Airborne ultrasonic inspection is performed in through transmission, where the test piece (e.g. adhesive joint or polymer-based composite plate) is placed between the transmitter and the receiver. However, many structures with difficult shapes allow only one-sided inspection. The strong reflection of the signal from the surface overshadows the signals from the inside, so that broadband pulses are required. Thermoacoustic transmission, where the thermal energy of an electrically heated electrode is transformed into the acoustic energy of an ultrasonic wave, opens the possibility to excite broadband pulses and thus to inspect objects with one-sided access. We present various thermoacoustic transducers consisting of an electrically conductive film on a solid substrate. The first type of transducer is a transmitter with an indium-tin-oxide electrode on a glass substrate combined with a laser Doppler vibrometer as a receiver. The second type of transducer combines thermoacoustic transmission and piezoelectric reception, having a titanium electrode as a transmitter deposited onto charged cellular polypropylene serving as a piezoelectric receiver. Using a focusing thermoacoustic transmitter and a separate cellular polypropylene receiver, a through-transmission inspection of a 4 mm thick CFRP test piece with inserts as small as 1 mm was performed. The same emitter and a laser vibrometer as a receiver were used for a one-sided inspection of a Plexiglas block with a cross hole at 15 mm depth. A twin probe consisting of a thermoacoustic transmitter on a cellular polypropylene receiver was applied to a profile measurement on a step wedge with flat bottom holes. The smallest detected diameter of a flat bottom hole was 1 mm. Sound pressure level above 140dB was achieved with each of these transmitters. Thermoacoustic transmitters enable a step towards one-sided air-coupled ultrasonic inspection. T2 - IEEE International Ultrasonics Symposium CY - Tours, France DA - 18.09.2016 KW - Airborne KW - Air-coupled KW - Ultrasonic transducer KW - Thermoacoustic KW - Ferroelectret PY - 2016 SN - 978-1-4673-9897-8 SN - 1948-5719 SP - (online publication) 1 EP - 4 AN - OPUS4-37620 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Schadow, Florian A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Beck, Uwe A1 - Daschewski, Maxim A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Airborne ultrasonic systems for one-sided inspection using thermoacoustic transmitters N2 - Airborne ultrasonic inspection is performed in through transmission, where the test piece (e.g. adhesive joint or polymer-based composite plate) is placed between the transmitter and the receiver. However, many structures with difficult shapes allow only one-sided inspection. The strong reflection of the signal from the surface overshadows the signals from the inside, so that broadband pulses are required. Thermoacoustic transmission, where the thermal energy of an electrically heated electrode is transformed into the acoustic energy of an ultrasonic wave, opens the possibility to excite broadband pulses and thus to inspect objects with one-sided access. We present various thermoacoustic transducers consisting of an electrically conductive film on a solid substrate. The first type of transducer is a transmitter with an indium-tin-oxide electrode on a glass substrate combined with a laser Doppler vibrometer as a receiver. The second type of transducer combines thermoacoustic transmission and piezoelectric reception, having a titanium electrode as a transmitter deposited onto charged cellular polypropylene serving as a piezoelectric receiver. Using a focusing thermoacoustic transmitter and a separate cellular polypropylene receiver, a through-transmission inspection of a 4 mm thick CFRP test piece with inserts as small as 1 mm was performed. The same emitter and a laser vibrometer as a receiver were used for a one-sided inspection of a Plexiglas block with a cross hole at 15 mm depth. A twin probe consisting of a thermoacoustic transmitter on a cellular polypropylene receiver was applied to a profile measurement on a step wedge with flat bottom holes. The smallest detected diameter of a flat bottom hole was 1 mm. Sound pressure level above 140dB was achieved with each of these transmitters. Thermoacoustic transmitters enable a step towards one-sided air-coupled ultrasonic inspection. T2 - IEEE International Ultrasonics Symposium CY - Tours, France DA - 18.9.2016 KW - Airborne KW - Air-coupled KW - Ferroelectret KW - Thermoacoustic KW - Ultrasonic transducer PY - 2016 AN - OPUS4-37621 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hosseini, Seyed M. H. A1 - Heckel, Thomas A1 - Boehm, Rainer A1 - Brackrock, Daniel A1 - Gohlke, Dirk A1 - Riemer, Stefanie A1 - Gaal, Mate T1 - Gegenüberstellung der Performance verschiedener Ultraschallsensorsysteme bei der Untersuchung von CFK-Platten T1 - Comparison of performance of different ultrasonic systems for inspection of CFRP plates N2 - Die Zahl der industriellen Anwendungen mit Einsatz von Faserverbundwerkstoffen wächst kontinuierlich vor allem wegen der exzellenten Materialeigenschaften und des geringen Gewichtes dieses Werkstoffes. Entsprechend steigen die Anforderungen an zerstörungsfreie Prüfsysteme zur Gewährleistung des sicheren Betriebes von Komponenten und Strukturen bestehend aus Verbundwerkstoffen. Im Rahmen des EU-Projekes VITCEA (Validated Inspection Techniques for Composites in Energy Applications) wird das Ziel verfolgt, neue Prüfverfahren für moderne Verbundwerkstoffe zu entwickeln und zu validieren. Im Vordergrund steht hierbei als Applikation im Industriesektor Energieversorgung die Prüfung von sicherheitsrelevanten Komponenten von onshore und offshore Windkraftanlagen, wie z.B. deren Rotorblätter und tragende Strukturen. Eine Teilaufgabe innerhalb des Projektes stellen der Vergleich und die Validierung verschiedener Ultraschallprüfmethoden bezüglich ihrer Fähigkeit zum Nachweis der typischen Herstellungs- und betriebsbedingten Materialschädigungen von CFK und GFK dar. Neben verschiedenen konventionellen Ultraschall-Prüftechniken, werden die Phased-Array-Prüfung, insbesondere die Prüfung mit Matrixarrays, sowie die Untersuchung mit berührüngsloser Luftultraschalltechnik bezüglich ihrer Nachweisgrenzen und der Möglichkeiten zur Fehlercharakterisierung an Faserverbundwerkstoffen untersucht. Die Ergebnisse werden mit Untersuchungen mit thermographischen Methoden und Mikrowellentechnik verglichen. N2 - Applications of fiber-reinforced plastic (FRP) composites in modern industries are increasing due to their considerable advantages such as light weight and excellent mechanical properties. Accordingly, importance of operational safety of modern structures made of advanced composites by ensuring the material quality has led to increasing demands for development of non-destructive evaluation (NDE) systems. In the context of a European-project entitled 'Validated Inspection Techniques for Composites in Energy Applications' (VITCEA), the aim is to develop and validate traceable procedures for novel NDE techniques with contrasting damage detection capabilities in energy related applications such as wind and marine turbine blades, nacelles, oil and gas flexible risers. As a part of VITCEA, the present study focuses on application of ultrasonic tests (UTs) including conventional, matrix array, immersion and air-coupled, for quantitative defect detection and quality characterization of FRP structures. Results of UTs are subjected to be compared with other NDE approaches which are applicable for inspection of FRPs such as thermography and microwave techniques. Within the present report, the initial results obtained from conventional and immersion UTs are presented and their capabilities as well as limitations are discussed. In order to validate theoretical predictions and simulation results, further experimental tests will be performed in the framework of the project using reference defect artefacts in which the defect sizes and locations are well defined and controlled. T2 - DGZfP Seminar des Fachausschusses Ultraschallprüfung CY - Saarbrücken, Germany DA - 03.11.2015 KW - Ultraschallsensorsysteme KW - Faserverbundwerkstoffe KW - Kontakttechnik Technik KW - Tauchtechnik KW - Phased-Array-Prüfung KW - Luftultraschall PY - 2015 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-349264 UR - https://www.dgzfp.de/Portals/ultraschall2015/BB/3.pdf SP - Vortrag 3, 1 EP - 10 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) AN - OPUS4-34926 LA - mul AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Dohse, Elmar A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Luftschallprüfung von CFK mit planaren und fokussierenden Wandlern T2 - DACH-Jahrestagung 2015 CY - Salzburg, Austria DA - 2015-05-11 KW - Air-coupled KW - Ultrasonic testing KW - Ferroelectret KW - Cellular polypropylene KW - Transducer KW - Adhesive joint PY - 2015 SN - 978-3-940283-68-9 IS - DGZfP BB 152 SP - 1 EP - 9 AN - OPUS4-34629 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Dohse, Elmar A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Luftultraschallprüfung von CFK mit senkrechter Einschallung und Schrägeinschallung T2 - DACH-Jahrestagung 2015 CY - Salzburg (Österreich) DA - 2015-05-11 PY - 2015 AN - OPUS4-34601 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Prager, Jens A1 - Heide, M. A1 - Homann, Patrick Tobias A1 - Grzeszkowski, M. A1 - Gaal, Mate A1 - Dohse, Elmar T1 - Einseitig-berührungslose Ultraschallprüfung von Klebeverbindungen N2 - Durch den Einsatz von faserverstärkten Kunststoffen und Multi-Material-Konstruktionen zur Gewichtsreduzierung erlangen Klebeverbindungen immer stärkere Bedeutung. Die Prüfung dieser Fügeverbindungen stellt neue Anforderungen an die zerstörungsfreie Prüfung. Hinzu kommt, dass die Zugänglichkeit häufig eingeschränkt und die Verwendung flüssiger Koppelmittel aufgrund konstruktiver oder fertigungstechnischer Gegebenheiten ausgeschlossen ist. Unter Berücksichtigung dieser Beschränkungen wurde ein Prüfverfahren entwickelt, das eine luftgekoppelte Anregung geführter Ultraschallwellen mit einer laserbasierten Detektion kombiniert. Nachdem das Prüfverfahren zunächst mit einer einfachen Signalauswertung im Zeitbereich getestet wurde, konnte in nachfolgenden Untersuchungen die örtliche Auflösung durch die Implementierung von Filteralgorithmen im Frequenz-Wellenzahl-Bereich und zusätzlich durch direktionale Filter erhöht werden. Das resultierende bildgebende Prüfverfahren wurde an realitätsnahen Klebeproben mit künstlichen Fehlern getestet. Die Zuverlässigkeit und Ortsauflösung des Verfahrens wurde im Vergleich mit herkömmlichen Prüfverfahren validiert. Mithilfe des Verfahrens können Poren, Einschlüsse und Bereiche mit ungenügender Verklebung detektiert werden. T2 - DACH-Jahrestagung 2015 CY - Salzburg, Austria DA - 11.05.2015 KW - Strukturüberwachung KW - Ultraschallprüfung KW - Zerstörungsfreie Prüfung PY - 2015 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-331944 SN - 978-3-940283-68-9 IS - DGZfP BB 152 SP - Mo.2.B.4, 1 EP - 7 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) AN - OPUS4-33194 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Dohse, Elmar A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Köppe, Enrico A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Amos, J. M. A1 - Hillger, W. T1 - Ultrasonic Testing of Adhesively Bonded Joints Using Air-Coupled Cellular Polypropylene Transducer T2 - 11th European Conference on Non-Destructive Testing (ECNDT) CY - Prag, Tschechien DA - 2014-10-06 PY - 2014 AN - OPUS4-33227 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Daschewski, Maxim A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Prager, Jens A1 - Dohse, Elmar A1 - Gaal, Mate A1 - Harrer, Andrea T1 - Resonanzfreie Messung und Anregung von Ultraschall N2 - In diesem Beitrag präsentieren wir innovative Methoden für die breitbandige und resonanzfreie Messung und Anregung von Ultraschall. Das Messverfahren verwendet eine Kunststofffolie und ein Laser-Vibrometer als breitbandigen und resonanzfreien Empfänger. Im Allgemeinen ermöglicht dieses Verfahren eine präzise Messung der Schallschnelle und des Schalldruckes in beliebigen, für das Laserlicht transparenten Flüssigkeiten und Gasen mit bekannter Dichte und Schallgeschwindigkeit. Das resonanzfreie Senden von Ultraschall basiert auf einem elektro-thermo-akustischen Wandlerprinzip und ermöglicht, im Gegensatz zu herkömmlichen Ultraschallwandlern, die Erzeugung von beliebig geformten akustischen Signalen ohne Resonanzen und ohne Nachschwingen. N2 - In this contribution we present innovative methods for broadband and resonance-free sensing and emitting of ultrasound. The sensing method uses a polyethylene foil and a laser vibrometer as a broadband and resonance-free sound receiver. In general, this method enables absolute measurement of sound particle velocity and sound pressure in arbitrary, laser beam transparent liquids and gases with known density and sound velocity. The resonance-free emitting method is based on the electro-thermo-acoustic principle and enables, contrary to conventional ultrasound transducers, generation of arbitrary shaped acoustic signals without resonances and post-oscillations. KW - Ultraschall KW - Übertragungsfunktion KW - Charakterisierung von Ultraschallmesssystemen KW - Thermo-akustische Ultraschallemitter KW - Ultrasound KW - Transfer function KW - Characterization of ultrasonic measurement systems KW - Thermo-acoustic ultrasound emitter PY - 2015 DO - https://doi.org/10.1515/teme-2014-0020 SN - 0340-837X SN - 0178-2312 SN - 0171-8096 VL - 82 IS - 3 SP - 156 EP - 166 PB - Oldenbourg CY - München AN - OPUS4-32733 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Köppe, Enrico A1 - Schadow, Florian A1 - Caldeira, Rui T1 - Neuartige Wandler für Luftultraschallprüfung N2 - Es werden die neuesten Wandler für Luftultraschallprüfung dargestellt. Sie basieren auf zellulären Kunststoffen und auf dem thermoakustischen Prinzip. Zu den typischen Anwendungen gehört die Prüfung von Verbundwerkstoffen und Klebeverbindungen. T2 - DGZfP Arbeitskreis Dresden CY - Dresden, Germany DA - 22.9.2016 KW - Thermoakustik KW - Zelluläres Polypropylen KW - Luftultraschall KW - Zerstörungsfreie Prüfung PY - 2016 AN - OPUS4-38688 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Köppe, Enrico A1 - Schadow, Florian A1 - Caldeira, Rui T1 - Neuartige Wandler für die Luftultraschallprüfung N2 - Es werden Luftultraschallwandler für zerstörungsfreie Prüfung vorgestellt. Im Mittelpunkt des Vortrags stehen Ferroelektret-Wandler und thermoakustische Wandler. T2 - DGZfP Arbeitskreis Zwickau-Chemnitz CY - Zwickau, Germany DA - 24.01.2017 KW - Luftultraschall KW - Ultraschallprüfung KW - Ferroelektret KW - Thermoakustik KW - Wandler PY - 2017 AN - OPUS4-39055 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -