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DFG SFB/Transregio 39 PT-PIESA
TP C09
DFG SFB/Transregio 39 PT-PIESA 

Modellgestützte Ultraschallbildgebung zur dimensionellen Erfassung von Fehlstellen in heterogenen Werkstoffverbunden

S. J. Rupitsch
  1. Ziele
  2. Methoden
  3. Publikationen
  4. Kontakt

Ziele

Entwicklung und Realisierung eines speziellen Ultraschall-Mikroskops

c08
  • Dimensionelle Erfassung von Fehlstellen zwischen eingebettetem piezokeramischen Modul und umgebendem Verbundwerkstoff
  • Messunsicherheit der lateralen Fehlstellendimension < 100 µm

Richtlinien für den Einsatz synthetischer Fokussierungsverfahren

  • Optimales laterales Ortsauf-lösungsvermögen
  • Geringe Messzeit und Verarbeitungsdauer

Bewertung der Fehlstellen hinsichtlich der Funktionalität von Werkstoffverbunden

  • Qualitative und quantitative Bewertung
  • Auftreten und Veränderungen von Fehlstellen bei Dauerbetrieb

 

Methoden

Effiziente Simulation mit SIR/FE-Methode
  • Berechnung der Schallfelder im Werkstoffverbund und der Ausgangssignale eines Ultraschall-Mikroskops in Abhängigkeit von
    • Bauteilgeometrie und Materialparameter
    • Fehlstellenposition, -anzahl usw.
  • Problemangepasster Filterkern für die synthetische Fokussierung
    • Schallausbreitung im Werkstoffverbund
    • Modenkonversion an den Grenzflächen zwischen unterschiedlichen Werkstoffen
  • Vergleich verschiedener Filterkerne
    • Simulierte Ausgangssignale dienen als Eingangsgröße
    • Ermittlung des lateralen Ortsauflösungsvermögens
  • Messunsicherheit bei der dimensionellen Erfassung von Fehlstellen
Bildgebende ultraschallbasierte Inspektion
  • Erweiterung und Modifikation des bestehenden US-Messplatzes
  • Untersuchungen an Probekörpern
    • Ultraschallbilder im Transmissions- und Puls/Echo-Modus
    • Lokalisierung von Fehlstellen in Werkstoffverbunden
  • Anwendung geeigneter Signalverarbeitungsalgorithmen
b04

Publikationen

Arbeiten mit wissenschaftlicher Qualitätssicherung

 
[Wue17] Wüst M, Eisenhart J, Rief A, Rupitsch SJ (2017)
Messsystem zur Ultraschallmikroskopie an gekrümmten Strukturen, In: Technisches Messen. doi: 10.1515/teme-2016-0085
[Schr13] Schrapp M, Scharrer T, Goldammer M, Rupitsch SJ, Sutor A, Ermert H, Lerch R (2013)
Artifact reduction in nondestructive testing by means of complementary data fusion of X-ray computed tomography and ultrasonic pulse echo testing. Meas Sci Technol 24:1-11
[Rup07a] Rupitsch SJ, Zagar BG (2007)
Acoustic microscopy technique to precisely locate layer delamination. IEEE Trans Instrum Meas 56(4):1429-1434
[Rup07b] Rupitsch SJ, Kindermann S, Zagar BG (2007)
Solution of a non-linear inverse problem to identify the surface normal velocity of ultrasound transducers. Elektrotechn Informationstechn 124(7-8):260-265
[Rup08a] Rupitsch SJ, Kindermann S, Zagar BG (2008)
Estimation of the surface normal velocity of high frequency ultrasound transducers. IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control 55(1):225-235
[Rup08b] Rupitsch SJ, Zagar BG (2008)
Verfahren zur Erhöhung der örtlichen Auflösung bei synthetisch fokussierten Ultraschalltransducern. Techn Messen 75(4):259-267
[Rup08c] Rupitsch SJ (2008)
Entwicklung eines hochauflösenden Ultraschall-Mikroskops für den Einsatz in der Zerstörungsfreien Werkstoffprüfung. Dissertation Johannes-Kepler-Universität Linz

Andere Veröffentlichungen

 
[Wue16] Wüst M, Nierla M, Rupitsch SJ (2016)
A Model-Based Synthetic Aperture Focusing Technique for Acoustic Microscopy, In: IEEE IUS. Tours, France, 2016.
[Wue15a] Wüst M, Nierla M, Rupitsch SJ (2015)
Modellgestützte Ultraschallmikroskopie zur dimensionellen Erfassung von Fehlstellen in Festkörpern. In: DAGA 2015. Nürnberg, Germany, 2015
[Wue15b] Wüst M, Nierla M, Rupitsch SJ (2015)
Towards a model-based high-resolution ultrasonic measurement system for non-destructive testing. In: CRC/TR 39 - 5th Scientific Symposium Proceedings. Dresden, Germany, 2015
[Scha12] Scharrer T, Koch A, Fendt KT, Rupitsch SJ, Sutor A, Ermert H, Lerch R (2012)
Ultrasonic defect detection in multi-material axis-symmetric devices with an improved synthetic aperture focusing technique. In: IEEE IUS. Dresden, Germany, pp 1039-1042
[Scha13] Scharrer T, Koch A, Rupitsch SJ, Sutor A, Ermert H, Lerch R (2013)
Ultrasonic imaging of a turbine blade model using 360° synthetic-aperture-focusing-technique and reverberation suppression. In: IEEE IUS. Prague, Czech Republic, pp 150-153

Kontakte

Leiter:

Dr. techn. Stefan Johann Rupitsch
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Lehrstuhl für Sensorik
Paul-Gordan-Str. 3/5
91052 Erlangen

Telephon: +49 9131 85-23141

E-Mail:

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