Verbundprojekt: Berührungsloses zerstörungsfreies Prüfverfahren für Qualitätskontrolle und Online-Monitoring an Industrieanwendungen; Teilprojekt: Systementwicklung für die Anwendung luftgekoppelter, nichtlineare, akustischer Methoden

Das Ziel des Teilvorhabens ist die Entwicklung einer Messhardware und Systemplattform für ein Prüfsystem auf Basis von nichtlinearen akustischen Methoden mittels Luftultraschall. Die Herausforderungen liegen in der Realisierung einer hochauflösenden Messtechnik mit einem hohen Signal-Rauschabstand für die Extraktion nichtlinearer Messeffekte durch eine Prüfmethode mit berührungslosen Luftultraschallsensoren an geschädigten Bauteilen. Das Prüfverfahren soll für zwei sehr häufige industrielle Prüfaufgaben charakterisiert werden. Zum einen zur ortsaufgelösten Charakterisierung von Klebstoffverbindungen, zum anderen für die Detektion von Ermüdungsrissen an hochbelasteten Bauteilen von Anlagen in der Fahrzeugfertigung. Für beide Anwendungsfälle sind derzeit keine Systeme am Markt verfügbar, mit denen eine Fehlerdetektion zuverlässig, schnell und automatisiert gewährleistet werden kann. Mit der Möglichkeit, beliebige Materialien zuverlässig, berührungslos und automatisiert zu prüfen, können zukünftig zahlreiche weitere Anwendungsfälle erschlossen werden. Für die Realisierung eines Systems mit luftgekoppelten Ultraschallsensoren sind hohe Sendeamplituden für die Aktoren und hohe Auflösungen der Sensoren nötig, um eine ausreichende Empfindlichkeit zur Detektion von Schäden zu gewährleisten. Im ersten Arbeitspaket werden die Anforderungen an die Messhardware spezifiziert und dokumentiert, die im Folgenden entwickelt wird. Ausgehend von der Spezifikation werden geeignete Schaltungskomponenten ausgewählt und eine erste Laboranordnung mit Steckkarten und Breakouts der Schaltungskomponenten realisiert und im Laborbetrieb die Funktionalität getestet. Im weiteren Projektverlauf werden die Hardwarekomponenten des mechanischen Manipulatorsystems und die Softwarebibliotheken der Schadensdetektion eingebunden und das System als Muster montiert. Mit diesem Mustersystem werden Messkampagnen an technischen Versuchsständen durchgeführt und die Software optimiert.