Übersicht
Das Impuls-Echo-Verfahren ist das wichtigste Verfahren der Ultraschallprüfung (UT) innerhalb der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP). Ein Prüfkopf sendet einen Schallimpuls in das Werkstück ein und empfängt die an Grenzflächen reflektierten Echos. Die Laufzeit des Impulses erlaubt Rückschlüsse auf die Lage innerer Ungänzen (z. B. Risse, Lunker, Einschlüsse).
Dieses GeoGebra-Programm simuliert die Prüfung mit einem Winkelprüfkopf. Der Schallimpuls breitet sich schräg im Werkstück aus. Je nach Stellung von Prüfkopf, Einschallwinkel und Ungänze entstehen unterschiedliche Schallwege – von der verpassten Ungänze über das direkte Echo bis zur Reflexion an der Werkstückrückwand.
Einstellbare Parameter
Im GeoGebra-Programm können über Schieberegler folgende Größen eingestellt werden:
| Regler | Einheit | Bedeutung |
|---|---|---|
| Werkstücklänge | mm | Länge des Prüfwerkstücks |
| Werkstückdicke | mm | Dicke des Prüfwerkstücks |
| Länge der Ungänze | mm | Ausdehnung des inneren Fehlers |
| Verschiebung Schallaustritt | mm | Position des Schallaustrittspunkts an der Oberfläche |
| Einschallwinkel | ° | Winkel des Schallimpulses im Werkstück |
Anmerkung: Die Ungänze kann zusätzlich mit der Maus gedreht (Winkel der Ungänze) und verschoben werden. Damit lassen sich die drei Szenarien der Schritt-für-Schritt-Anleitung gezielt einstellen.
Angezeigte Werte
- Winkel der Ungänze – Neigung der Ungänze im Werkstück
- Sprungabstand – horizontale Wegstrecke des Schallimpulses bis zum Auftreffpunkt
- Schallwege: Eingangsimpuls, reflektierter Eingangsimpuls, Reflexion an Ungänze, 2. Reflexion
Schritt-für-Schritt-Anleitung
Schritt 1: Schallimpuls verfehlt die Ungänze
Der Schallimpuls läuft am Fehler vorbei und wird erst an der Werkstückrückwand reflektiert. Die Ungänze bleibt unentdeckt – kein Fehler-Echo am Prüfkopf. Diese Einstellung zeigt, warum die Prüfkopfposition und der Einschallwinkel sorgfältig gewählt werden müssen.
Schritt 2: Schallimpuls trifft die Ungänze direkt
Wird die Ungänze in den Schallweg gebracht, wird der Impuls am Fehler reflektiert und gelangt als Fehler-Echo zurück zum Prüfkopf. Der Sprungabstand kennzeichnet die horizontale Entfernung zwischen Schallaustrittspunkt und Treffpunkt.
Schritt 3: Treffer nach Reflexion an der Werkstückunterseite
Der Schallimpuls wird zunächst an der Werkstückunterseite reflektiert und trifft erst danach auf die Ungänze (2. Reflexion). Das Echo erreicht den Prüfkopf verspätet – aus der Laufzeit allein ließe sich die Fehlerlage nicht ohne Weiteres ablesen. Auch hier wird der Sprungabstand angezeigt.
Legende im Programm
| Darstellung | Bedeutung |
|---|---|
| Eingangsimpuls | Vom Prüfkopf eingesendeter Schallimpuls |
| Reflektierter Eingangsimpuls | An einer Grenzfläche zurückgeworfener Impuls |
| Reflexion an Ungänze | Am inneren Fehler reflektierter Impuls |
| 2. Reflexion | Impuls nach erneuter Reflexion (z. B. an der Rückwand) |
Anwendungsbereich
Das Programm eignet sich besonders für:
- Veranschaulichung des Impuls-Echo-Verfahrens in der ZfP
- Verständnis der Schallwege beim Winkelprüfkopf
- Bedeutung von Sprungabstand und Einschallwinkel
- Einordnung direkter und indirekter Fehler-Echos
GeoGebra-Programm herunterladen
Benötigt: GeoGebra Classic (Desktop oder Web-Version). Programm lokal speichern und mit GeoGebra öffnen.
Hinweise zur Nutzung
- Die Simulation dient der Anschauung und ersetzt keine normgerechte Prüfung.
- Für Zertifizierungen und Qualitätsnachweise sind akkreditierte Prüfverfahren anzuwenden.
- Die Berechnungen erfolgen ohne Gewähr. Ergebnisse bitte stets nachprüfen.