Schwingungstechnik, Adaptronik

Schwingungsbasiert und zerstörungsfrei: Adaptiver Messkopf misst elektromechanische Impedanz

Pressemitteilung / 23. April 2020

In allen industriellen Branchen stehen Hersteller struktureller Komponenten vor einer Herausforderung: Sie müssen die gewünschte Qualität und die Betriebsfestigkeit ihrer Produkte über die Lebenszeit sicherstellen. Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF haben jetzt einen innovativen Messkopf entwickelt, der schwingungsbasiert und zerstörungsfrei den Zustand einer Struktur anhand der elektromechanischen Impedanz prüfen kann. Er wird ohne zusätzliches Koppelungsmedium an die Prüfstruktur angedrückt, die somit nicht verändert wird. Der Messkopf ist imstande, simultan die Prüfstruktur anzuregen und die elektromechanische Impedanz zu messen.

Ein vielversprechendes Verfahren in der zerstörungsfreien Prüfung struktureller Komponenten basiert auf der Messung der elektromechanischen Impedanz. Dafür wird normalerweise ein piezoelektrischer Wandler auf die Prüfstruktur geklebt, um die elektromechanische Kopplung herzustellen. Allerdings lässt sich der Wandler nach der Messung nur mit großem Aufwand entfernen. Dadurch besteht das Risiko, die Struktur zu beschädigen. Dies hat bisher die Anwendbarkeit des Verfahrens eingeschränkt, da der Messpunkt nicht flexibel geändert werden konnte und die Sensorik dauerhaft im Bauteil verbleiben musste. Daher hat ein Technologietransfer in die Industrie bisher nur für stationäre Anwendungen stattgefunden.