Plasmaschallwandler - mögliche Zukunft der luftgekoppelten zerstörungsfreien Prüfung

  • Plasma-Mikrohohlkathoden-Wandler bieten eine neuartige Methode für die luftgekoppelte zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) mit der besonderen Fähigkeit, Ultraschallwellen über einen breiten Frequenzbereich anzuregen. Durch den Einsatz von ionisiertem Gas als Wellenerzeugungsmedium ermöglichen diese Wandler einen effizienten, berührungslosen Betrieb ohne die Notwendigkeit von Kopplungsmitteln. Diese Vorstudie konzentriert sich auf die Charakterisierung des grundlegenden Verhaltens und der Leistung von Plasma-Mikrohohlkathoden-Wandlern als potenzielle Ultraschallwandler für ZfP-Anwendungen. In ersten Experimenten werden Laservibrometrie-, Thermosonden- und Kraftsondentechniken eingesetzt, um die Erzeugung, Ausbreitung und Erkennungsfähigkeit akustischer Wellen in einer Reihe von Materialien und Geometrien zu bewerten. Die ersten Ergebnisse zeigen, dass Plasmaschallwandler in der Lage sind, breitbandige Ultraschallwellen anzuregen, und lassen auf ihr Potenzial für die MaterialcharakterisierungPlasma-Mikrohohlkathoden-Wandler bieten eine neuartige Methode für die luftgekoppelte zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) mit der besonderen Fähigkeit, Ultraschallwellen über einen breiten Frequenzbereich anzuregen. Durch den Einsatz von ionisiertem Gas als Wellenerzeugungsmedium ermöglichen diese Wandler einen effizienten, berührungslosen Betrieb ohne die Notwendigkeit von Kopplungsmitteln. Diese Vorstudie konzentriert sich auf die Charakterisierung des grundlegenden Verhaltens und der Leistung von Plasma-Mikrohohlkathoden-Wandlern als potenzielle Ultraschallwandler für ZfP-Anwendungen. In ersten Experimenten werden Laservibrometrie-, Thermosonden- und Kraftsondentechniken eingesetzt, um die Erzeugung, Ausbreitung und Erkennungsfähigkeit akustischer Wellen in einer Reihe von Materialien und Geometrien zu bewerten. Die ersten Ergebnisse zeigen, dass Plasmaschallwandler in der Lage sind, breitbandige Ultraschallwellen anzuregen, und lassen auf ihr Potenzial für die Materialcharakterisierung und Fehlererkennung schließen. Obwohl sie sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium befinden, sind Plasma-Mikrohohlkathoden-Wandler vielversprechend für die Weiterentwicklung der luftgekoppelten zerstörungsfreien Prüfung. Zukünftige Arbeiten werden sich mit der Optimierung des Wandlerdesigns befassen, um eine höhere Effizienz und die Integration in praktische Prüfsysteme zu erreichen. Diese Studie bietet eine Grundlage für das Verständnis der potenziellen Auswirkungen der Plasma-Mikrohohlkathodentechnologie und ihrer Rolle bei der Gestaltung der nächsten Generation von ZfP-Verfahren.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Dmitry Solodov
Koautor*innen:Mate Gaal, Tobias Hahn, Philipp Kropidlowski, Thomas Trottenberg, Holger Kersten
Dokumenttyp:Vortrag
Veröffentlichungsform:Präsentation
Sprache:Deutsch
Jahr der Erstveröffentlichung:2025
Organisationseinheit der BAM:8 Zerstörungsfreie Prüfung
8 Zerstörungsfreie Prüfung / 8.4 Akustische und elektromagnetische Verfahren
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurbau
Freie Schlagwörter:Luftgekoppelter Ultraschall; Plasmaschallwandler; Zerstörungsfreien Prüfung
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Infrastruktur
Infrastruktur / Leichtbau
Veranstaltung:DGZfP-Jahrestagung
Veranstaltungsort:Berlin, Germany
Beginndatum der Veranstaltung:26.05.2025
Enddatum der Veranstaltung:28.05.2025
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:25.06.2025
Referierte Publikation:Nein
Eingeladener Vortrag (wissenschaftliche Konferenzen):Nein
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