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DFG SFB/Transregio 39 PT-PIESA
TP C09

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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