Zerstörungsfreie Prüfung von Betonbauteilen mit Ultraschall-Gruppenstrahlern in Verbindung mit statistischer Signalverarbeitung

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Für die Inspektion von Bauwerken besteht Bedarf an Verfahren, mit denen von außen nicht sichtbare Fehler am Bauwerk festgestellt werden können. Für diese Prüfaufgabe werden seit langem Ultraschallverfahren eingesetzt. Bedingt durch die niedrigen Ultraschallfrequenzen, die wegen der starken Streuung im Beton angewendet werden müssen, ist das Abstrahlungsverhalten eines Ultraschallprüfkopfes fast ungerichtet und eine Fehlerortung ist mit einer Einzelmessung kaum möglich. Bisherige Forschungsergebnisse, die im Rahmen der DFG Forschergruppe erarbeitet wurden, haben gezeigt, dass trotz der starken Streuung und Schwächung der Ultraschallwellen im Beton eine Fokussierung des Schallbündels durch laufzeitgesteuerte Anregung der Prüfköpfe einer Strahlergruppe erreicht werden kann. Um die Anwendungsmöglichkeiten dieses Verfahrens zu verbessern, soll es durch die Verwendung unterschiedlicher Wellenmoden und spezieller Signalverarbeitungsmethoden erweitert werden. Dazu sind grundlegende Schallfelduntersuchungen nötig. Diese erfordern sowohl den Aufbau eines Gruppenstrahlers für experimentelle Untersuchungen an Betontestkörpern als auch die Weiterentwicklung von Modellierungswerkzeugen für die Schallfeldberechnung. Die Anwendung statistischer Signalverarbeitungsalgorithmen soll das Signal- Rausch-Verhältnis der Messsignale verbessern und dadurch die Aussagesicherheit einer Fehlerortung im Beton erhöhen.