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Using the Corner Reflection for Depth Evaluation of Surface Breaking Cracks in Concrete by Ultrasound

  • The corner echo is a well-known effect in ultrasonic testing, which allows detection of surface breaking cracks with predominantly perpendicular orientation to the surface as, for example, corrosion cracks in metal pipes or shafts. This echo is formed by two planes, the surface of the crack and the surface which the crack breaks. It can also be classified as a half-skip method, since a reflection of the pulse occurs on the backwall before the reflection at the defect takes place. In combination with the diffraction from the crack tip, the corner echo also allows crack sizing. As shown in this paper, the corner reflection can be used in civil engineering for nondestructive inspection of concrete. Commercially available low frequency ultrasonic arrays with dry point contact sources generate SH transversal waves with sufficient divergence of the sound field in order to detect corner reflections. Ultrasonic line-scans and area-scans were acquired with a linear array on flat concreteThe corner echo is a well-known effect in ultrasonic testing, which allows detection of surface breaking cracks with predominantly perpendicular orientation to the surface as, for example, corrosion cracks in metal pipes or shafts. This echo is formed by two planes, the surface of the crack and the surface which the crack breaks. It can also be classified as a half-skip method, since a reflection of the pulse occurs on the backwall before the reflection at the defect takes place. In combination with the diffraction from the crack tip, the corner echo also allows crack sizing. As shown in this paper, the corner reflection can be used in civil engineering for nondestructive inspection of concrete. Commercially available low frequency ultrasonic arrays with dry point contact sources generate SH transversal waves with sufficient divergence of the sound field in order to detect corner reflections. Ultrasonic line-scans and area-scans were acquired with a linear array on flat concrete specimens, and the data were reconstructed by the Synthetic aperture focusing technique. If the angles and the area of reconstruction are chosen accordingly, the corner echo reflection can be distinguished from other ultrasonic information. The corner echo can thus be used as a method for deciding whether a crack is a partial-depth crack or a full-depth crack and thus for obtaining a statement about crack depth. This paper presents corresponding experimental results obtained on concrete specimens with artificial test defects and cracks induced under controlled conditions.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:U. Rabe, S. Pudovikov, H.-G. Herrmann, H. Wiggenhauser, Prathik Prabhakara, Ernst NiederleithingerORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Journal of Nondestrctive Evaluation
Jahr der Erstveröffentlichung:2023
Organisationseinheit der BAM:8 Zerstörungsfreie Prüfung
8 Zerstörungsfreie Prüfung / 8.2 Zerstörungsfreie Prüfmethoden für das Bauwesen
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Springer Nature
Jahrgang/Band:42
Ausgabe/Heft:2
Aufsatznummer:44
Erste Seite:1
Letzte Seite:19
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurbau
Freie Schlagwörter:Concrete; Corner echo; Crack depth; Ultrasound
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Infrastruktur
DOI:10.1007/s10921-023-00956-8
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-574631
ISSN:0195-9298
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:15.05.2023
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:31.05.2023
Paper des Monats:Ja
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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