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Schallemissionsanalyse Drucken
Dienstag, den 11. Januar 2011 um 20:46 Uhr

Schallemissionen werden von Bruchprozessen im Inneren eines Bauteils in Form von elastischen Wellen ausgesendet. Diese elastischen, akustischen Wellen liegen mit Frequenzen von wenigen Hertz bis zu einigen Megahertz im Bereich des hörbaren Schalls und des Ultraschalls. Bei der Schallemissionsanalyse (SEA) werden diese Schallereignisse registriert und auf verschiedene Weise analysiert. Je nach Umfang dieser Analyse können eine Vielzahl von Erkenntnissen aus den Schallemissionen gewonnen werden.

Parameterbasierte Schallemissionsanalyse

Bei der parameterbasierten SEA werden die Ereignisse unmittelbar direkt in einem Rechner auf bestimmte Parameter analysiert. Diese sind der Zeitpunkt des Übertretens eines Schwellwertes, die Maximalamplitude, die Anstiegszeit oder die Gesamtdauer. Da mit diesen Parametern nur ein Bruchteil der in den Wellenformen enthaltenen Informationen gespeichert wird, sind die Interpretationsmöglichkeiten beschränkt. Neben der Information, dass ein Schallereignis und damit z. B. ein Schaden in einem überwachten Bauteil vorliegen, kann eine grobe Ortung vorgenommen und z.B. die Größe des Bruches abgeschätzt werden.

Signalbasierte Schallemissionsanalyse

Bei der signalbasierten SEA werden nun ganze Wellenzüge von Schallereignissen z.B. bei Laborversuchen aufgezeichnet. Die eigentliche Auswertung dieser Daten erfolgt meist im Anschluss an den Versuch. Eine direkte Auswertung für eine Anwendung an empfindlichen Bauteilen unter ständiger Beanspruchung (structural health monitoring) ist eines der Ziele.

Aus den Schallereignissen werden dann die exakten Einsatzzeiten bestimmter Wellentypen, die Amplituden dieser Wellen, der Frequenzgehalt und andere Größen ausgelesen. Mittels gleichmäßiger Überdeckung der Bauteile durch Schallsensoren, kann aus den relativen Koordinaten der Sensoren zum Schallereignis und den Einsatzzeiten eine präzise Ortung der Quellpunkte der Brüche stattfinden. Darüber hinaus können aus den Amplituden der Wellen sogenannte Abstrahlcharakteristika ermittelt werden. Diese geben Aufschluss über die Bruchmechanismen als Ursache der Schallemissionen. Als Ergebnis erhält man das seismische Moment (Bruchenergie), die Anteile von Öffnungsbruch oder Porenkollaps sowie Schubversagen und die Orientierung von Bruchflächen. Alle diese Größen sind im sogenannten Momententensor enthalten, der durch eine Inversion ermittelt wird.

Die Aufzeichnung der Wellenform ermöglicht es auch statistische Untersuchungen mit der Wellenform durchzuführen. Eine Möglichkeit ist es über die Ähnlichkeit von Wellenformen Bruchregionen und die Gesamtschädigung zu quantifizieren. Untersuchungen zur Magnituden-Häufigkeitsverteilung lassen Aussagen über entstandenes Makro-Versagen zu. Auch die Verifizierung von Materialmodellen ist über statistische Verfahren möglich.

Smartmote bietet eine kundenspezifische und komplette Geräteausstattung (Transientenrekorder, PC, Vorverstärker, Sensorik, Software) zur experimentellen Schallemissionsanalyse an.

 

 

Zuletzt aktualisiert am Donnerstag, den 20. Januar 2011 um 12:22 Uhr