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Simulationsgestützte synthetische Aperturfokussierungstechnik für die Anwendung in der Ultraschallmikroskopie

* Presenting author
Day / Time: 21.03.2018, 14:00-14:20
Room: MW 2050
Typ: Regulärer Vortrag
Session: Ultraschall
Abstract: Die Ultraschallmikroskopie ist ein etabliertes Verfahren für bestimmte Anwendungen in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung. Sie findet dort Anwendung, wo das Auftreten von Materialinhomogenitäten (z.B. Risse, Delaminationen, Lunker) zu Einschränkungen der Funktionalität des zu prüfenden Bauteils führen kann.Aufgrund der erforderlichen Mittenfrequenzen von über 20 MHz kommen hierbei überwiegend Einzelelement-Prüfköpfe mit fokussierender Linse zum Einsatz. Diese bündeln den Schallstrahl auf einen Fokusbereich. Nahe der Fokalebene ist es dadurch möglich, eine scharfe Abbildung zu generieren. In den defokussierten Bereichen ist das Ortsauflösungsvermögen im Bild dagegen herabgesetzt. B-Mode Aufnahmen, bei denen die Eindringtiefe über einer lateralen Raumrichtung dargestellt ist, weisen dadurch kein optimales laterales Ortsauflösungsvermögen auf.Der vorgestellte Ansatz rekonstruiert die ursprüngliche Reflektivitätsverteilung, indem die Schallausbreitung zwischen Prüfling und Prüfkopf sowie innerhalb des Prüflings in einer Simulation ermittelt wird. Die daraus gewonnenen Daten entsprechen der in diskreten Positionen ausgewerteten Punkt-Bild-Funktion des Messsystems. Dadurch liegen für jeden Punkt des untersuchten Gebiets Informationen über das Antwortverhalten vor. Eine näherungsweise zweidimensionale räumliche Entfaltung des Messsignals mit diesen Daten ermöglicht es, jeden Bildpunkt einzeln synthetisch zu fokussieren und somit die tatsächliche Reflektivitätsverteilung des untersuchten Gebiets in guter Näherung zu rekonstruieren.In diesem Beitrag wird das simulationsgestützte synthetische Fokussierungsverfahren vorgestellt sowie dessen Potential anhand einiger untersuchter Prüflinge aufgezeigt.