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Untersuchungen zur Bestimmung von Krümmungsradien akustischer Grenzflächen mittels Ultraschall

使用超声波确定声学界面曲率半径的研究

基本信息

批准号：
109771963
负责人：
Professorin Dr. Elfgard Kühnicke
金额：
--
依托单位：
Institut für Festkörperelektronik (IFE)
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2008
资助国家：
德国
起止时间：
2007-12-31 至 2012-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/109771963?language=en
关键词：
Untersuchungen zur Bestimmung von Kr

项目摘要

Schallwellen werden an Materialgrenzen und -Inhomogenitäten reflektiert, gebeugt und gestreut. Dies nutzt man beim Ultraschall-Echoverfahren aus, das in der medizinischen Diagnostik und in der Zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) angewendet wird, um optisch nicht sichtbare Grenzflächen, wie z. B. an inneren Organen, Verbindungsflächen oder an Lunkern in Bauteilen, sichtbar zu machen. Typischerweise wird die Amplitude des von der Grenzfläche reflektierten Signals laufzeitproportional zur Anzeige gebracht (ABild). Aus der Laufzeit lässt sich der Abstand des Reflektors ermitteln. Die Amplitudenhöhe hängt von den Materialunterschieden zwischen den zwei aneinandergrenzenden Medien, der Größe und Form des Reflektors sowie seinem Abstand zum Ultraschallkopf ab. Eine Aneinanderreihung von A-Bildem ergibt ein Schnittbild einer verdeckten Struktur (B-Bild). Die Aneinanderreihung von B-Bildern liefert ein 3D-Ultraschallbild, das in grober Form die Topographie verdeckter Grenzflächen abbildet. Für eine Reihe von Anwendungsfeldern an Materialien und an biologischen Geweben (zum Beispiel in der medizinischen Diagnostik und Therapie, in Werkstoffen zur Detektion von Einschlüssen in Materialvolumina, zur Detektion von Blasen in Zweiphasenströmungen, zur Prozessüberwachung bei Wachstumsprozessen durch Kontrolle von gekrümmten Grenzflächen) sind der Abstand und der Krümmungsradius der Grenzfläche die interessierenden Strukturparameter, die quantitativ möglichst genau gemessen werden sollen. Die Bestimmung ist mit dem oben beschriebenen Ultraschallverfahren im Allgemeinen nur grob möglich. Für Anwendungen, die den optischen und mechanischen Verfahren nicht zugänglich sind, soll im Projekt deshalb ein anderer Weg mittels Ultraschall verfolgt werden, bei dem ein Ultraschall-Array aus konzentrischen Ringelementen verwendet wird, dessen einzelne Elemente mit unterschiedlichen Zeitverzögerungen angesteuert werden (synthetische Fokussierung). Die Messung geschieht jedoch nicht bei einer konstanten Fokussierung. Vielmehr variiert man die Fokustiefe gezielt in einem Bereich von mehreren Millimetern vor, auf und hinter der zu messenden Grenzfläche. Je nachdem, in welcher Tiefe der Ultraschall fokussiert wird, ändert sich beim Empfang die örtliche Druckverteilung auf dem Ultraschallwandler, die sich bei geeigneter Wandlerstrukturierung messen lässt. Durch eine Kalibrierung ist damit der Radius der Grenzfläche bestimmbar. Im hier beantragten Projekt sollen die Grundlagen des Verfahrens systematisch untersucht und ein variationsfähiger modularer Messaufbau erstellt werden. Zur Qualifizierung und Weiterentwicklung des Verfahrens ist die Genauigkeit bei der Parameterbestimmung zu ermitteln, und die breitere Anwendbarkeit des Verfahrens ist experimentell zu klären und nachzuweisen.

膨胀韦尔登是一种材料，具有不均匀的反射性、变形性和变形性。超声检查的本质是，在医学诊断和ZfP（ZfP）检查中，光学检查并不像Z。B。一个内在的有机体，一个内在的有机体。典型的反射信号幅度与Anzeige gebracht（ABild）成比例。从笑的时候起，就没有任何反射。材料的振幅必须在两种不同的介质中变化，反射的梯度和形状必须在超声波中吸收。一张A-Bild的海报将是一张精美的B-Bild。B-图像的绘制是一种3D超声波图像，它以一种粗糙的形式显示出清晰的图像。Für eine Reihe von Anwendungsfeldern an Materialien und an Biologischen Geweben（zum Beispiel in der medizinischen Diagnostik und Therapie，in Werkstoffen zur Detektion von Einschlüssen in Materialvolumina，zur Detektion von Blasen in Zweiphasenströmungen，zur Prozessüberwachung bei Wachstumsprozessen durch Kontrolle von gekrümmten Grenzflächen）sind der Abstand der Krümmungsradius der Grenzfläche die interessierenden Struktur parameter，die quantitativ möglichst genau gemessen韦尔登sollen. Die Bestimmung ist mit dem oben beschriebenen Ultraschallverfahren im Allgemeinen努尔grob möglich.为了进一步研究，光学和机械设计并不复杂，在项目中设计了一个由超声波韦尔登组成的平行轨道，在一个由环形元件组成的超声波阵列中，设计了一个具有非周期性韦尔登（综合聚焦）的元件。测量结果并不是一个固定的数据。许多人在一个千年期前、后和后的信使中使用不同的语言。然后，在Ultraschall fokussiert的其他版本中，它将被Empfang die örtliche Druckverteilung auf dem Ultraschall wandler，die sich bei geigneter Wandlerstrukturierung messen lässt。下一个Kalibrierung是Grenzfläche最大半径的一部分。在此项目中，将解决车辆系统的基础设施问题，并在韦尔登上增加一个模块化的变化。在参数确定的基础上，对试验件进行预处理和加权是一种通用的方法，而试验件的预处理是一种简单的方法。