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Organisationseinheit der BAM
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Für den stetigen Einsatz und die erhöhten Anforderungen bei der mechanisierten Prüfung sowie in der Handprüfung ist notwendig, einen möglichst genauen Eindruck bzgl. Funktionsweise und Zuverlässigkeit der eingesetzten Prüfmittel zu besitzen. Prüfköpfe weisen, wie jedes andere technische Erzeugnis gewisse Toleranzen hinsichtlich Fertigungs- und Alterungsprozessen auf, welche sich speziell bei Winkelprüfköpfen durch eine Verschiebung des Nominalwinkels äußern können. Die Definition der Parameter von Prüfköpfen und entsprechende Methoden zu deren Überprüfung sind in der DIN EN 12668-2 geregelt.
Von der BAM werden für diese Aufgaben Richtcharakteristikmessplätze eingesetzt. Um auf die gestiegenen Anforderungen hochauflösender Prüfungen zu reagieren wurde der Richtcharakteristikmessplatz modernisiert. Dabei wurde für die teil-automatisierte Untersuchung der akustischen Parameter (z.B. Einschallwinkel) unter Verwendung digitaler Messdatenverarbeitung - ein neuer Messplatz für die Überprüfung sowie Untersuchung von Prüfkopftoleranzen und Alterungsprozessen realisiert. Der Messplatz verfügt über eine hochauflösende Messdatenerfassung sowie einer automatisierten Protokollierung der erhobenen Messdaten.
Für eine hochauflösende Untersuchung von sicherheitsrelevanten Bauteilen innerhalb der Tauchtechnik haben fokussierende Prüfköpfe eine hohe Verbreitung erlangt. Für den Einsatz moderner und komplexer Rekonstruktionsverfahren bildet jedoch die Kenntnis über Schallfeldgeometrie, insbesondere die Lage und Ausdehnung der Fokusbereichs und die Empfindlichkeit des verwendeten Prüfkopfs in Abhängigkeit zum Schallweg, eine entscheidende Rolle für die Datenrekonstruktion und die abschließende Bauteildiagnose.
Für die automatisierte Bestimmung der wichtigsten Kenngrößen (bspw. Lage und Länge des Fokuspunkts bzw. Fokusschlauchs, sowie des Schallbündel-durchmessers) wurde die Schalldruckverteilung mechanisiert, vierdimensional (x,y,z,t) vermessen und unter Einsatz der digitalen Signal- und Bildverarbeitung, ein vollautomatisches Analysewerkzeug erarbeitet. Weiterhin konnte anhand des Messdatensatzes und unter Einsatz von dreidimensionalen Rekonstruktions- und Visualisierungstechniken das Schallfeld bzw. die Schalldruckverteilung dreidimensional abgebildet werden und für etwaige Nachuntersuchungen von Simulationsergebnissen oder allein zur Visualisierung eingesetzt werden.
High resolution examination of safety-relevant parts in immersion tank testing with focussing probes is forming a main topic of modern non-destructive testing. For the usage of complex reconstruction methods and algorithms, an individual and detailed knowledge about the transmission behaviour of the used probes is essential, as this has a significant influence on the results of data reconstruction.
Especially the knowledge about position and diameter of the focal point is needed to achieve the highest possible sensitivity. Through the individual position of the beam axis within the examined volume, a four dimensional metro logical determination of the acoustical pressure (x, y, z, t) is necessary. With the measured data it is possible to draw interferences about the sound field and acoustical pressure distribution. The presented work realized a method of automatic determination of the beam axis, the position of focal point and the focal diameter to support individual testing setups and transducer characterization.
We designed micro-hollow cathode discharge prototypes under atmospheric pressure and investi-gated their acoustic characteristics. For the acoustic model of the discharge, we correlated the self-organisation effect of the current density distribution with the ideal model of an acoustic membrane. For validation of the obtained model, sound particle velocity spectroscopy was used to detect and analyse the acoustic emission experimentally. The results have shown a behaviour similar to the ideal acoustic membrane. Therefore, the acoustic excitation is decomposable into its eigenfrequencies and predictable. The model was unified utilising the gas exhaust velocity caused by the electrohydrodynamic force. The results may allow a contactless prediction of the current density distribution by measuring the acoustic emission or using the micro-discharge as a tunable acoustic source for specific applications as well.
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.
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.
Due to the multi-physical appearance of gas discharges the possibilities of interaction with their surrounding environment are very wide. Some of the most common applications are the surface or material modification and acting as an ion source for mass spectroscopy applications. Since atmosphere plasma generates a massive amount of thermal energy caused by collisions in the sheath, this temperature alternation is also able to produce acoustic waves in the ambient gas volume (as lightning and thunder), which is called thermoacoustic effect.
This talk presents an overview of the experimental acoustic analysis of surface dielectric barrier and micro hollow cathode discharges. Regarding other methods of acoustic excitation, the thermoacoustic approach benefits of its massless working principle and the proper impedance matching. In addition to the characterisation, possible applications (e.g. plasma acoustic loudspeaker or transducer for air-coupled ultrasonic testing) concerning these discharge types are presented.
