Dry-coupled low-frequency ultrasonic wheel probes. Application to adhesive bond inspection

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Dry-coupled low-frequency ultrasonic wheel probes. Application to adhesive bond inspection

Robinson, A.M. / Drinkwater, B.W. / Allin, J.

Für die Prüfung von Überlappklebverbindungen in der Automobilindustrie wurde ein im Impuls-Echo-Betrieb arbeitendes Prüfrad entwickelt. Der Reifen des Rads, der aus einem weichen Gummi gefertigt wurde, hat einen äußeren Durchmesser von 76 mm und eine Breite von 38 mm. Der auf der Radmittelachse angeordnete kreisscheibenförmige Ultraschallwandler (Durchmesser 14 mm) erzeugt breitbandige Ultraschallimpulse der Mittenfrequenz 500 kHz. Diese werden über einen Kollimator - ein stark schallabsorbierender Hohlzylinder, der mit Wasser gefüllt ist - in den Reifen eingekoppelt. Das Prüfrad wird trocken an den Prüfling angedrückt. Bei einer Anpresskraft von 30 N hat die elliptische Ankoppelfläche die Abmessungen 21 mm x 10 mm. Die Beurteilung der Klebverbindung geht von deren Dickenresonanz aus. Die Lage dieser Resonanzstelle ist abhängig von der Klebedicke und der Klebequalität. Die Dickenresonanz wird aus dem Ausschwinganteil des ersten Oberflächenechos mittels Fouriertransformation bestimmt. Experimente wurden an Aluminium-Epoxy-Aluminium-Klebverbindungen durchgeführt; die Dicke der Aluminiumplatten betrug 2 mm, die der Klebschichten lag zwischen 0,2 und 0,7 mm. Die mit dem Prüfrad ermittelten Resonanzfrequenzen stimmten mit den theoretischen Erwartungen gut überein. (Gebhardt, W.)