Katalog Ausbildung. Produkte Experimente Anleitungen. Ultraschall in Physik, Medizin und Technik. Ausbildung. Katalog. Anleitungen.

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1 Katalog Ausbildung Katalog Ausbildung Produkte Anleitungen Produkte Anleitungen Ultraschall in Physik, Medizin und Technik V

2 Sehr geehrte Damen und Herren, wir freuen uns, Ihnen unseren neuen Ultraschallkatalog für den Bereich der Ausbildung und Lehre vorstellen zu können. Unsere Geräte, wie z. B. das Ultraschallechoskop GAMPT-Scan, sind seit vielen Jahren erfolgreich und weltweit an Universitäten und anderen Bildungseinrichtungen im Einsatz. Unsere Produkte werden ständig weiterentwickelt, um Ihnen neue Lehrmöglichkeiten zu erschließen und anbieten zu können. Mit unseren n und Produkten möchten wir den Studierenden die grundlegenden Prinzipien der Ultraschalltechnik nahe bringen und ihre Umsetzung in verschiedenen Anwendungsbereichen wie Medizin oder Industrie verdeutlichen. Um Ihnen die Arbeit zu erleichtern, haben wir für Sie verschiedene Versuchssets zusammengestellt. Dabei können mit jedem Set themenbezogen verschiedene Ultraschall- durchgeführt werden. Die Sets sind, wie alle unsere Produkte, individuell kombinierbar und ergänzbar. Ihre Erfahrungen, Hinweise und Anregungen sind uns immer willkommen. Nur so können wir Ihren Anforderungen und Wünschen noch besser gerecht werden. Wir wünschen Ihnen viel Spaß beim Blättern und Lesen in unserem neuen Katalog! Mit freundlichen Grüßen Dr. Michael Schultz Geschaftsführer Dr. Grit Oblonczek Leiterin Marketing & Vertrieb

3 GAMPT-Katalog Übersicht Versuchssets 2-11 Set 1 Grundlagen des Ultraschalls Set 2 Ultraschall in der Medizin Set 3 Ultraschall in den - und Ingenieurwissenschaften Set 4 Transversal- und Oberflächenwellen Set 5 Debye-Sears-Effekt Set 6 Ultraschall-Doppler-Effekt Set 7 Doppler-Sonografie Set 8 Akustooptische Effekte Set 9 Ultraschall-Computertomografie und Scan-Methoden Geräte und ien 2-45 Echoskopie CW (Continuous Wave) Doppler Scan-Verfahren Physik (PHY01-24) Industrie (IND01-09) Medizin (MED01-06) Gesamtinhaltsverzeichnis

4 GAMPT-Katalog Versuchssets Für einige Themenbereiche, die an vielen Fachschulen, Fachhochschulen und Universitäten feste Ausbildungsschwerpunkte darstellen, haben wir Versuchssets zusammengestellt. Mit jedem Set können verschiedene durchgeführt werden, die sich auf den jeweiligen Ausbildungsbereich beziehen. So wendet sich beispielsweise das Set 2 Ultraschall in der Medizin mehr an die medizinischen Fakultäten während das Set 4 Transversal- und Oberflächenwellen eher für die naturwissenschaftlichen Fachbereiche konzipiert wurde. Natürlich können die Sets mit anderen Produkten aus unserem Katalog kombiniert und erweitert werden. Auf diese Art ist eine individuelle Anpassung der Versuche an die jeweiligen Lehrgebiete von einfachen Grundlagenversuchen bis hin zu anspruchsvollen und komplexen Themengebieten möglich. Die Setbeschreibungen sind gegliedert in: : Die beschreiben, zu welchen Themengebieten und Begriffen durchgeführt werden können und welches theoretische Grundlagenwissen dafür erforderlich ist. : Hier sind die zum Set gehörenden und im Foto oben abgebildeten Komponenten und ien mit Bestellnummer aufgelistet. : Die Versuchsliste nennt die, die sich auf einen Themenschwerpunkt konzentrieren und mit diesem Set durchgeführt werden können. Erweiterungsvorschläge: Die Vorschläge helfen beim Kombinieren mit anderen Produkten zur Durchführung weiterer. Set 1 Grundlagen des Ultraschalls Set 2 Ultraschall in der Medizin Set 3 Ultraschall in den - und Ingenieurwissenschaften Set 4 Transversal- und Oberflächenwellen Set 5 Debye-Sears-Effekt Set 6 Ultraschall-Doppler-Effekt Set 7 Doppler-Sonografie Set 8 Akustooptische Effekte Set 9 Ultraschall-Computertomografie und Scan-Methoden

5 Produkte Sets Set 1 Grundlagen des Ultraschalls Mit diesem Set können zu den grundlegenden physikalisch-technischen Sachverhalten der Ultraschalltechnik und ihrer Anwendung in Medizin, Natur- und Ingenieurwissenschaften durchgeführt werden. Dabei wird sowohl auf die Einführung der technischen Grundbegriffe der Messtechnik der Echoskopie als auch auf die wesentlichen physikalischen Eigenschaften des Ultraschalls Bezug genommen. So werden mit dem Ultraschallechoskop GAMPT-Scan und der dazugehörigen Software die Signalentstehung und Signalverarbeitung vom Sendepuls über das Reflexionsecho hin zum A-Bild und B-Bild anschaulich dargestellt. Wesentliche technische Begriffe wie Sendeleistung, Empfangsverstärkung und laufzeitabhängige Verstärkung, Sondenfrequenz und Ankopplung sind Elemente der Versuche. Bei den physikalischen Eigenschaften sind insbesondere Größen wie Amplitude, Frequenzabhängigkeit, Schallgeschwindigkeit, Dämpfung und Reflexionskoeffizient Gegenstand der Untersuchungen. Der Übergang zu den Ultraschallapplikationen wird mit der Demonstration der Entstehung eines Ultraschall-B-Bildes, den Grundlagen der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung und einfachen industriellen Anwendungen wie der Füllstandsmessung erreicht. Mit zusätzlichem Zubehör können die physikalischen Grundlagenversuche um interessante Themen wie spektrale Untersuchungen, Resonanzeffekte und Dispersion von Ultraschallwellen erweitert werden. Ultraschallechoskop GAMPT-Scan Ultraschallsonde 1 MHz Ultraschallsonden 2 MHz Ultraschallsonde 4 MHz Testblock (transparent) Testzylinderset Ultraschallgel PHY01 PHY02 PHY06 PHY08 IND01 IND03 Grundlagen der Ultraschallechografie (A-Bild) Schallgeschwindigkeit in Festkörpern Frequenzabhängigkeit des Auflösungsvermögens Ultraschall-B-Bild Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung (ZfP/NDT) Füllstandsmessung Erweiterungsvorschläge Transversalwellenset 10218: PHY04 Schallschwächung in Flüssigkeiten Reflexionsplattenset 10202: PHY05 Spektrale Untersuchungen Hydrofonset 10251: PHY20 Bestimmung der Fokuszone Impedanzproben 10208: PHY21 Reflexion und Transmission an Grenzflächen Impedanzproben 10208, Lambdaplatten 10209, Ultraschallsonde 1 MHz 10131: PHY22 Phasensprung und Resonanzeffekte Stativset 10310, Erlenmeyerkolben 10330: IND03 Füllstandsmessung Brustmodell 10221: MED02 Ultraschalluntersuchungen am Brustmodell (Mammasonografie) Augenmodell 10222: MED04 Biometrie am Augenmodell Bestell-Nr. SET01

6 Produkte Sets Set 2 Ultraschall in der Medizin Dieses Set wurde für die Ausbildung der medizinischen Fach- und Hochschulberufe und der medizintechnischen Fachrichtungen entwickelt. Der Themenschwerpunkt ist die Anwendung der Ultraschalltechnik in der medizinischen Diagnostik. Bei der Zusammenstellung der Versuche wurde vor allem auf eine umfassende Vermittlung von Grundlagenwissen Wert gelegt, bevor in weiteren n die unterschiedlichen diagnostischen Ultraschalltechniken wie A- Bild, B-Bild und M-Mode erklärt werden. So werden zunächst physikalische Größen und Phänomene in Bezug auf die Ausbreitung mechanischer Wellen wie Schallgeschwindigkeit, Reflexion und Absorption, Frequenzabhängigkeiten der Ortsauflösung sowie die grundlegenden technischen Parameter von Ultraschallgeräten behandelt. Anschließend werden an ausgewählten Beispielen aus der Biometrie, der Echokardiografie, und der Mammasonografie die einzelnen bildgebenden Verfahren der medizinischen Diagnostik erläutert und verschiedene Messaufgaben gelöst. Damit wird das Verständnis für die Zusammenhänge zwischen den physikalischen Eigenschaften einer Ultraschallwelle und den Möglichkeiten und Grenzen in der medizinischen Anwendung geweckt. Ultraschallechoskop GAMPT-Scan Ultraschallsonde 1 MHz Ultraschallsonde 2 MHz Ultraschallsonde 4 MHz Testblock (transparent) Herzmodell Brustmodell Augenmodell Ultraschallgel PHY01 PHY06 PHY08 MED01 MED02 MED04 Grundlagen der Ultraschallechografie (A-Bild) Frequenzabhängigkeit des Auflösungsvermögens Ultraschall-B-Bild Ultraschall-TM-Mode (Echokardiografie) Ultraschalluntersuchungen am Brustmodell (Mammasonografie) Biometrie am Augenmodell Erweiterungsvorschläge Testzylinderset 10207: PHY02 Schallgeschwindigkeit in Festkörpern Impedanzproben 10208: PHY21 Reflexion und Transmission an Grenzflächen 1/2/4-MHz-Sonden 10131, 10132, 10134, Testzylinderset 10207: PHY03 Schallschwächung in Festkörpern Bestell-Nr. SET02 4

7 Produkte Sets Set 3 Ultraschall in den - und Ingenieurwissenschaften Ein Hauptanwendungsgebiet des Ultraschalls ist die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung (ZfP oder NDT). Hier hat sich die Ultraschallprüfung als ein Standardverfahren für die Analyse von fehlern wie Rissen, Lunkern, Gasblasen und Inhomogenitäten in den unterschiedlichsten ien wie Metallen, Kunststoffen oder Verbundwerkstoffen etabliert. Es wurde eine Vielzahl von Methoden entwickelt, die den einzelnen Prüfaufgaben gerecht werden können. Mit diesem Versuchsset werden einige der häufigsten Prüfmethoden der Ultraschallprüfung, wie z. B. Impuls- Echo- und Durchschallungsverfahren, Winkelkopfprüfung und das TOFD-Verfahren erläutert und an verschiedenen proben angewendet. Auf der Grundlage der Kenntnisse von physikalischen Eigenschaften der Ultraschallwellen (z. B. Schallgeschwindigkeit, Schalldämpfung, Reflexion, Brechung, Streuung) werden zur Justage von US-Prüfgeräten wie die Erstellung eines AVG-Diagramms oder die Kalibrierung eines Winkelprüfkopfes an speziellen Prüfkörpern durchgeführt. Ferner werden die Leistungsfähigkeit unterschiedlicher Prüfverfahren an verschiedenen Fehlertypen getestet und quantitative Messungen durchgeführt, wie z. B. die Bestimmung von Risstiefen in Aluminiumproben. Durch eine Erweiterung des Sets mit weiteren proben und Zubehör aus unserem Sortiment können die noch auf speziellere Prüfverfahren mittels Transversal- und Oberflächenwellen oder Guided Waves (Lambwellen) ausgedehnt werden. Die Versuche und Messungen dieses Sets bieten die Möglichkeit einer anschaulichen Einführung der Studierenden in die Problematik der Ultraschallprüfung und sind damit für die Ausbildung in fast allen ingenieurwissenschaftlichen Fachbereichen interessant. Ultraschallechoskop GAMPT-Scan Ultraschallsonden 2 MHz Ultraschallsonde 4 MHz Winkelvorlaufstrecke Winkelvorlaufstrecke SE-Vorlaufstrecke (TOFD) Testblock (transparent) Testblock für Winkelkopfprüfung Risstiefentestkörper Ultraschallgel PHY01 PHY06 IND01 IND03 IND06 IND07 Grundlagen der Ultraschallechografie (A-Bild) Frequenzabhängigkeit des Auflösungsvermögens Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung (ZfP/NDT) Füllstandsmessung Winkelkopfprüfung Risstiefenbestimmung (TOFD) Erweiterungsvorschläge Transversalwellenset 10218: PHY04 Schallschwächung in Flüssigkeiten Ungänzentestkörper 10242: IND08 Fehlstellenprüfung Impedanzproben 10208: PHY21 Reflexion und Transmission an Grenzflächen Bestell-Nr. SET03 5

8 Produkte Sets Set 4 Transversal- und Oberflächenwellen Bei den klassischen Anwendungen des Ultraschalls, wie z. B. den Laufzeitmessungen in Flüssigkeiten (Füllstandsmessung, Durchflussmessung), spielt nur die longitudinale Ausbreitung der Ultraschallwellen eine Rolle. Allerdings können sich Ultraschallwellen vor allem in Festkörpern auch in Form von Transversal- und Oberflächenwellen (SAW - surface acoustic wave) ausbreiten. Diese Wellenmoden, ihre Ausbreitungseigenschaften und ihre Abhängigkeit von den elastischen eigenschaften, ermöglichen eine Vielzahl von neuen Methoden in der Werkstoffprüfung (Flugzeugbau), Signalverarbeitung (SAW-Filter) und modernen Medizin (Elastografie). Mit diesem Set sind Versuche zur Demonstration der Modenwandlung von Ultraschallwellen an Grenzflächen zwischen Flüssigkeiten und Festkörpern oder an Grenzflächen verschiedener Festkörper möglich. Weiterhin können sie zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit von Transversal- und Oberflächenwellen (Rayleigh- und Lambwellen) in verschiedenen proben verwendet werden. Diese Messungen ermöglichen die Bestimmung der elastischen Koeffizienten der ien wie Elastizitäts- und Schermodul. Ebenfalls lässt sich mit diesem Set die Dispersion von Ultraschallwellen (Frequenzabhängigkeit der Schallgeschwindigkeit) mit Hilfe der Ausbreitung von Lambwellen auf dünnen Glasplatten demonstrieren. Als eine Anwendung von Oberflächenwellen in der Zerstörungsfreien Werkstoffprüfung (ZfP/NDT) lässt sich eine Risstiefenprüfung mit Hilfe von Rayleighwellen an einer Aluminiumprobe durchführen. Ultraschallechoskop GAMPT-Scan Ultraschallsonden 1 MHz Ultraschallsonden 2 MHz Transversalwellenset Rayleighwellenaufsätze Rayleighwellentestkörper Lambwellenset Hydrofon Ultraschallgel PHY04 PHY07 PHY23 IND02 Schallschwächung in Flüssigkeiten Transversalwellen in Festkörpern Dispersion von Ultraschallwellen (Lambwellen) Rissprüfung mit Rayleighwellen Erweiterungsvorschläge Testblock (transparent) 10201: PHY01 Grundlagen der Ultraschallechografie (A-Bild) PHY08 Ultraschall-B-Bild Testzylinderset 10207: PHY02 Schallgeschwindigkeit in Festkörpern Reflexionsplattenset 10202: PHY05 Spektrale Untersuchungen Hydrofonplatte und -halter 10252, 60123: PHY20 Bestimmung der Fokuszone Impedanzproben 10208: PHY21 Reflexion und Transmission an Grenzflächen Bestell-Nr. SET04 6

9 Produkte Sets Set 5 Debye-Sears-Effekt Die Geräte und ien dieses Sets ermöglichen Versuche zur Einführung in die Akustooptik und die Verwendung von kontinuierlich ausgesandten Ultraschallwellen (CW continuous wave). Im Mittelpunkt steht dabei der Debye-Sears-Effekt und die Abbildung eines stehenden Ultraschallwellenfeldes mittels Laserlicht. Mit dem CW-Generator SC600 können Ultraschallwellen verschiedener Frequenzen in einem Wasserbad generiert werden. Die Ultraschallwellen verhalten sich wie die Elemente eines optischen Gitters, dessen Gitterkonstante von der Wellenlänge des Ultraschalls abhängt. Bei dem Durchgang von parallelem Laserlicht wird dieses gebeugt. Es kommt zur Entstehung eines klassischen Beugungsbildes, dem Debye-Sears-Effekt. Durch die Verwendung verschiedener Ultraschallfrequenzen sowie roten, grünen und blauen Laserlichts kann die Abhängigkeit des Abstandes der Beugungsordnungen von der akustischen und optischen Wellenlänge gezeigt werden. Wird divergentes Laserlicht verwendet, kann eine direkte optische Projektion des akustischen Wellenfeldes erfolgen. Mit Hilfe einer Absorbermatte können die Unterschiede zwischen fortschreitenden und stehenden Ultraschallwellen demonstriert werden. Durch Ergänzung mit einem Photodiodenempfänger kann das Set zu einer Ultraschallresonanzzelle erweitert werden. Diese findet im Wesentlichen bei Konzentrationsmessungen ihre Anwendung. CW-Generator SC Debye-Sears-Set Lasermodul (grün) AOM-Probenwanne Deckel für AOM-Probenwanne Projektionslinse Absorbermatte PHY11 PHY12 Debye-Sears-Effekt Projektion stehender Ultraschallwellen Erweiterungsvorschläge justierbarer Spiegel 20302, Photodiodenempfänger 20303: IND04 Konzentrationsmessung mit Resonanzzelle 2 justierbare Spiegel 20302, 2 Photodiodenempfänger 20303, Strahlteiler 20301: PHY17 Akustooptische Modulation an stehenden Ultraschallwellen 3 justierbare Spiegel 20302, Photodiodenempfänger 20303, Strahlteiler 20301: PHY18 Akustooptische Modulation an laufenden Ultraschallwellen Hydrofonset 10251: PHY19 Phasen- und Gruppengeschwindigkeit Lasermodul (blau) 20212: PHY11 Debye-Sears-Effekt PHY12 Projektion stehender Ultraschallwellen Bestell-Nr. SET05

10 Produkte Sets Set 6 Ultraschall-Doppler-Effekt Der Ultraschall-Doppler-Effekt findet in einer Vielzahl von Messgeräten sowohl in der Industrie als auch in der Medizin seine Anwendung. Das sind unter anderem Geräte zur Durchflussmessung, zur Charakterisierung des Blutflusses und der Fetal-Doppler zur Messung von Herztönen von Föten. Das Set enthält die notwendigen Komponenten zum Aufbau eines Strömungskreislaufes mit einstellbaren Durchflussraten, einen Ultraschall-Puls-Doppler mit Sonden unterschiedlicher Frequenz als Messgerät und Software zur Signalaufnahme und Signalverarbeitung. Damit lassen sich die wesentlichen Abhängigkeiten der Dopplerfrequenzverschiebung von Sendefrequenz, Einschallwinkel und Strömungsgeschwindigkeit untersuchen. Die im Kreislauf enthaltenen Flussstrecken verschiedener Durchmesser und die Steigrohre ermöglichen Versuche zu den Strömungsgesetzen. Dazu gehören die Kontinuitätsgleichung und das Gesetz von Hagen-Poiseuille. Die Messung der Strömungsgeschwindigkeit erfolgt dabei mit Hilfe des Doppler-Gerätes und die Messung der Druckabfälle mit den Steigrohren. Durch Ergänzung mit der Dopplersonde und dem Armmodell lassen sich Versuche zur Doppler-Sonografie (Anwendung des Ultraschall-Doppler-Effektes in der Medizin) durchführen. Ultraschall-Puls-Doppler FlowDop Ultraschallsonde 1 MHz Ultraschallsonde 2 MHz Ultraschallsonde 4 MHz Zentrifugalpumpe MultiFlow Doppler-Flüssigkeit Steigrohre Strömungsset Ultraschallgel PHY13 PHY15 Ultraschall-Doppler-Effekt Strömungsgesetze Erweiterungsvorschläge Doppler-Sonde 50135, Armmodell 50160: MED03 Grundlagen der Doppler-Sonografie MED05 Gefäßdiagnostik mit Ultraschall (Angiologie) Doppelgefäß 50170: IND05 Doppler-Durchflussmessung Bestell-Nr. SET06 8

11 Produkte Sets Set 7 Doppler-Sonografie Unter Doppler-Sonografie versteht man die Anwendung des Ultraschall-Doppler-Effektes in Human- und Tiermedizin. Sie wird dabei im Wesentlichen zur Bestimmung von Blutflussgeschwindigkeiten, Charakterisierung von Flusskurven und zur Lokalisation und Klassifikation von Stenosen und Herzklappenfehlern verwendet. Dieses Set hilft dabei, die grundlegenden physikalischen Abhängigkeiten des Ultraschall-Doppler-Effektes von Frequenz, Einschallwinkel und Blutflussgeschwindigkeit zu demonstrieren. Mit dem Ultraschall-Puls-Doppler und der zugehörigen Software können die Signalaufnahme und Signalverarbeitung, bis zum für medizinische Diagnosezwecke verwendeten farbkodierten Dopplerfrequenzspektrum, gezeigt werden. Mit einem realistischen Armmodell und einer mikrocontrollergesteuerten Zentrifugalpumpe können verschiedene Blutflüsse (venös = kontinuierlich, arteriell = pulsatil) eingestellt und vermessen werden. Die im Armmodell integrierte Stenose ist mit Hilfe des Dopplers zu detektieren und zu charakterisieren. An Hand der Pulskurven lassen sich Aussagen zur Strömungsgeschwindigkeit und Windkesselfunktion treffen. Wird das Set mit einer Blutdruckmanschette ergänzt, lassen sich Doppler-Verschlussdruckmessungen zur Charakterisierung peripherer arterieller Verschlusskrankheiten demonstrieren. Ultraschall-Puls-Doppler FlowDop Ultraschallsonde 2 MHz Doppler-Prisma ⅜" Zentrifugalpumpe MultiFlow Doppler-Sonde Armmodell Ultraschallgel PHY13 MED03 MED05 Ultraschall-Doppler-Effekt Grundlagen der Doppler-Sonografie Gefäßdiagnostik mit Ultraschall (Angiologie) Erweiterungsvorschläge Strömungsset 50201: PHY13 Ultraschall-Doppler-Effekt Steigrohre 50150, Strömungsset 50201: PHY15 Strömungsgesetze Doppelgefäß 50170, Strömungsset 50201: IND05 Doppler-Durchflussmessung Blutdruckmanschette mit Manometer 50300: MED06 Blutdruckmessung mit Ultraschall (Doppler-Verschlussdruckmessung) Bestell-Nr. SET07

12 Produkte Sets Set 8 Akustooptische Effekte Dieses Set wurde für einige anspruchsvolle zusammengestellt, die sich mit den Interaktionen zwischen einer mechanischen Welle und Licht - den akustooptischen Effekten (AOM, Akustooptische Modulation) - beschäftigen. Die Versuche fördern das Wissen und Verständnis der Ausbreitungseigenschaften sowohl mechanischer als auch elektromagnetischer Wellen. Es wird gezeigt, dass die Dichteänderungen, die durch die Kompression und Dilatation einer Ultraschallwelle entstehen, eine Änderung des Brechungsindexes des Mediums hervorrufen. Das entstehende Gitter verursacht die Beugung von Laserlicht. Darüber hinaus werden die Intensitätsmodulation und die Wellenlängenänderung von Laserlicht demonstriert. In verschiedenen n werden die Beugungseigenschaften von Licht an stehenden und fortlaufenden Ultraschallwellen untersucht und gemessen. Die Schallgeschwindigkeit verschiedener Flüssigkeiten wird mit Hilfe der Variation der Interferenzmaxima des Laserlichts bei verschiedenen Ultraschallfrequenzen bestimmt (Resonanzzelle). Mit einer Photodiode lassen sich die Amplitudenmodulation und die Phasenverschiebung von Laserlicht an einer stehenden Welle darstellen und mit einem Oszilloskop aufzeichnen. Die Frequenzänderung der Schallwelle beeinflusst die Amplitudenmodulation und erlaubt die Berechnung der Schallgeschwindigkeit des Mediums. Der Unterschied der Beugung an stehenden und fortlaufenden Wellen wird mit Hilfe einer Absorbermatte, welche die Ausbildung stehender Ultraschallwellen in der Probenwanne verhindert, demonstriert. An der fortlaufenden Ultraschallwelle kann eine durch den Dopplereffekt hervorgerufene Frequenzverschiebung des Laserlichts gemessen werden. Durch die Verwendung von Strahlteiler und Spiegeln werden unterschiedlich gebeugte Lichtanteile zur Interferenz gebracht. Die entstehenden Schwebungen werden mit dem Oszilloskop angezeigt und vermessen. Dieses Versuchsset eignet sich sowohl für die Demonstration der akustooptischen Effekte und deren Anwendung in der Technik, als auch für die Durchführung interessanter im Fortgeschrittenenpraktikum aller naturwissenschaftlichen und technischen Fachrichtungen. CW-Generator SC Debye-Sears-Set Photodiodenempfänger justierbare Spiegel Strahlteiler Absorbermatte PHY11 PHY17 PHY18 IND04 Debye-Sears-Effekt Akustooptische Modulation an stehenden Ultraschallwellen Akustooptische Modulation an laufenden Ultraschallwellen Konzentrationsmessung mit Resonanzzelle Erweiterungsvorschläge Lasermodul (grün) , Lasermodul (blau) : PHY11 Debye-Sears-Effekt Lasermodul (grün) , Lasermodul (blau) , Projektionslinse : PHY12 Projektion stehender Wellen Bestell-Nr. SET08 10

13 Produkte Sets Set 9 Ultraschall-Computertomographie und Scan-Methoden Mit diesem Set können umfassende und anschauliche zu speziellen Messverfahren mittels Ultraschall durchgeführt werden. Im Fokus steht die Vermittlung von Kenntnissen über den Aufbau und die Funktionsweise computertomografischer Messsysteme. Die durch die Anwendung in der medizinischen Röntgendiagnostik bekannte Tomografie basiert, unabhängig von der Art des verwendeten Messsignals (Röntgen, Kernspin, Ultraschall etc.), auf Dämpfungseffekten und der Auswertung durch Faltungsalgorithmen. Die Entstehung eines CT-Bildes wird im Experiment (PHY09) Schritt für Schritt am Beispiel der Ultraschalltomografie erklärt und demonstriert. Durch die Verwendung von Ultraschall als Messsignal können zwei unterschiedliche Bilder aufgezeichnet und ausgewertet werden, das Dämpfungs- und das Schallgeschwindigkeitstomogramm des Testobjekts. Es können auch eigene Untersuchungsobjekte gescannt werden. Damit bietet sich die Möglichkeit einer interessanten Praktikumsgestaltung. Ferner eignet sich das Set hervorragend zum Scannen beliebiger Probekörper. So können Schnittbilder (B-Bilder) medizinischer Objekte, wie z. B. des Brustmodells, genauso mit hoher Bildqualität dargestellt werden wie auch Linienscans verschiedener Testblöcke aus dem Bereich zerstörungsfreie Prüfung. Die Scanbilder zeigen eine hohe laterale Auflösung. Durch den Einsatz verschiedener Sonden können die Messparameter an die entsprechenden Untersuchungsobjekte angepasst werden. Zur Vertiefung der Kenntnisse zur Ultraschallmesstechnik, z. B. in der Ausbildung von Medizintechnikern, kann der Scanner auch zur Messung von Schallfeldeigenschaften wie Bündelbreite, Fokuszone, Intensitätsverteilung und Nahfeldlänge einer Ultraschallsonde verwendet werden. Das Verständnis für die Eigenschaften von komplexen Interferenzmustern innerhalb des Schallfeldes einer Ultraschallsonde ist eine entscheidende Voraussetzung für die Verbesserung der Bildqualität in der medizinischen Diagnostik. Das Set beinhaltet eine Vielzahl von Themenbereichen, so dass mit ihm in nahezu allen medizinischen, wissenschaftlichen und technischen Ausbildungsbereichen anspruchsvolle durchgeführt werden können. Ultraschallechoskop GAMPT-Scan CT-Scanner CT-Steuerung CT-Messwanne CT-Probe Ultraschallsonde 1 MHz Ultraschallsonden 2 MHz Testblock (transparent) Hydrofon Hydrofonhalter Ultraschallgel PHY08 PHY09 PHY10 PHY16 PHY20 Ultraschall-B-Bild Ultraschall-Computertomografie Schallfeldcharakteristik Mechanische Scanverfahren Bestimmung der Fokuszone Erweiterungsvorschläge Brustmodell 10221: MED02 Ultraschalluntersuchungen am Brustmodell Bestell-Nr. SET09 11

14 GAMPT-Katalog Geräte und ien Im Folgenden finden Sie eine Übersicht über die einzelnen Geräte und ien. Zur groben Orientierung sind die Produkte in vier Gruppen entsprechend ihrer Zugehörigkeit zu den verschiedenen Bereichen Echoskopie, continuous wave, Doppler und Scan-Verfahren eingeteilt. Zu jedem Artikel wurde eine Liste mit den n erstellt, bei denen das entsprechende Produkt zum Einsatz kommt. Natürlich können unsere Produkte auch ganz individuell kombiniert und zu neuen n zusammengestellt werden. Darüber hinaus finden Sie zu vielen Produkten eine Liste einzelner Komponenten (inklusive Bestellnummer), die als Ersatzteile separat bestellt werden können. Unsere Produktpalette wird ständig verbessert und erweitert, um neue realisieren zu können. Informationen dazu finden Sie auch auf unseren Internetseiten unter Echoskopie Ultraschallechoskop GAMPT-Scan Ultraschallsonde 1 MHz Ultraschallsonde 2 MHz Ultraschallsonde 4 MHz Hydrofon Testblock (transparent) Testblock (schwarz) Testzylinderset Transversalwellenset Acrylprobe für Transversalwellenset Aluminiumprobe für Transversalwellenset POM-Probe für Transversalwellenset Reflexionsplattenset Rayleighwellentestkörper Prüfkörper für Winkelprüfkopf Winkelvorlaufstrecke Risstiefentestkörper Ungänzentestkörper SE-Vorlaufstrecke (TOFD) Impedanzproben Rayleighwellenaufsatz Hydrofonset Lambwellenset Lambwellenvorlaufstrecken Lambdaplatten Transit-Time-Messstrecke Brustmodell Augenmodell Herzmodell Stativset Erlenmeyerkolben Adapter BNC/LEMO für GAMPT-Scan CW (Continuous Wave) CW-Generator SC Debye-Sears-Set Multifrequenzsonde

15 GAMPT-Katalog Lasermodul (rot) Lasermodul (grün) Lasermodul (blau) AOM-Probenwanne Deckel für AOM-Probenwanne Projektionslinse AOM-Sondenjustierung Absorbermatte Strahlteiler Justierbarer Spiegel Photodiodenempfänger Thermoakustischer Sensor Rührer für SC500/SC Messwanne Adapter BNC/LEMO für SC500/SC Adapter LEMO/BNC für die Multifrequenzsonde Adapter LEMO/BNC für Hydrofon und GAMPT-Sonden Doppler Ultraschall-Puls-Doppler FlowDop Doppler-Prisma Strömungsset Steigrohre Zentrifugalpumpe MultiFlow Doppelgefäß Schlauchset Doppler-Flüssigkeit Armmodell Blutdruckmanschette mit Manometer Doppler-Sonde Scan-Verfahren CT-Scanner CT-Steuerung CT-Messwanne CT-Probe Hydrofonhalter Ultraschallgel

16 Geräte und ien Echoskopie Ultraschallechoskop GAMPT-Scan Das GAMPT-Scan ist ein hochempfindliches Ultraschallmesssystem zum Anschluss an den PC oder an ein Oszilloskop. Mit der mitgelieferten Messsoftware AScan (Windows XP/7) erfolgt eine umfangreiche Signalauswertung (HF-Signal, Amplitudensignal, B-Bild, M-Mode, Spektralanalyse). Die Ultraschallsonden werden über robuste Snap-In-Steckverbinder angeschlossen. Die Sondenfrequenz wird automatisch vom Messsystem erkannt. Mit Hilfe der einstellbaren Sende- und Empfangsleistung können die Ultraschallsignale an nahezu jedes beliebige Untersuchungsobjekt angepasst werden. Dabei werden die Intensitätsverluste der Ultraschallsignale aus tieferen Untersuchungsgebieten durch eine laufzeitabhängige Verstärkung (LAV oder engl. TGC, Time Gain Control) ausgeglichen. Der Schwellwert, der Startpunkt, der Endpunkt und der Anstieg können dabei frei gewählt werden. Die wichtigsten Signale (Trigger, TGC, HF-Signal und Amplituden-Signal) stehen an den BNC- Buchsen zur Verfügung. Für den Aufbau von Praktikumsversuchen ist ein umfangreiches Sortiment an Ultraschallsonden (1 MHz, 2 MHz und 4 MHz) und Zubehör vorhanden. Dabei reicht das Themenspektrum von den physikalischen Grundlagen des Ultraschalls bis hin zu industriellen und medizinischen Anwendungen. Im Zusammenhang mit dem Scanner-System (Bestell-Nr und 60110) lassen sich umfangreiche Versuchsanordnungen zu den bildgebenden Verfahren mit Ultraschall aufbauen. Die Verbindung des GAMPT-Scan mit dem PC/Laptop erfolgt standardmäßig über USB. Maße: 225 mm 170 mm 315 mm (B H T) Frequenz: 1-5 MHz PC-Anschluss: USB Messbetrieb: Reflexion und Durchschallung Sendesignal: Volt Sendepegel: 0-30 db Verstärkung: 0-35 db TGC: 0-30 db, Schwelle, Anstieg, Breite, Start Ausgänge: Trigger, TGC, RF-Signal (HF), A-Scan (NF) Netzspannung: V, 50/60 Hz Bestell-Nr

17 Geräte und ien Echoskopie Software Die mitgelieferte AScan-Software dient dazu, die gemessenen Daten mit einem angeschlossenen Computer darzustellen und auszuwerten. Der Anschluss des Computers erfolgt über die USB-Schnittstelle. Nach dem Programmstart ist das Messsystem sofort aktiv. Die Sendefrequenzen angeschlossener Sonden werden über eine Codierung erkannt und entsprechende Parameter eingestellt. Die aktuell gewählten Einstellungen des Geräts (z.b. Sendepegel, Empfangsverstärkung, TGC usw.) werden ebenfalls vom Gerät übernommen und im Messbildschirm dargestellt. Die aktuell gemessenen Amplituden werden als Zeitsignal dargestellt und ständig aktualisiert. Dabei kann gewählt werden, ob das HF-Signal, das einhüllende Amplituden-Signal oder beide dargestellt werden. Mit Hilfe von verschiebbaren Messlinien können die ersten Auswertungen (Amplituden, Laufzeit- oder Tiefenmessungen) durchgeführt werden. Eine Freeze -Funktion sowie verschiedene Zoomfunktionen erleichtern die Auswertungen. Neben der Echodarstellung können weiterführende Auswertungen wie die Frequenzanalyse mit Hilfe der Fast-Fourier-Transformation (FFT) und die Cepstrum-Analyse, die Darstellung von 2-dimensionalen Ultraschall-Schnittbildern (B-Bild) oder der zeitliche Verlauf von sich bewegenden Reflexionsschichten (Time-Motion-Verfahren) durchgeführt werden. PHY01 Grundlagen der Ultraschallechografie (A-Bild) PHY02 Schallgeschwindigkeit in Festkörpern PHY03 Schallschwächung in Festkörpern PHY04 Schallschwächung in Flüssigkeiten PHY05 Spektrale Untersuchungen PHY06 Frequenzabhängigkeit des Auflösungsvermögens PHY07 Transversalwellen in Festkörpern PHY08 Ultraschall-B-Bild PHY09 Ultraschall-Computertomografie PHY10 Schallfeldcharakteristik PHY16 Mechanische Scanverfahren PHY20 Bestimmung der Fokuszone PHY21 Reflexion und Transmission an Grenzflächen PHY22 Phasensprung und Resonanzeffekte PHY23 Dispersion von Ultraschallwellen (Lambwellen) IND01 Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung (ZfP/NDT) IND02 Rissprüfung mit Rayleighwellen IND03 Füllstandsmessung IND06 Winkelkopfprüfung IND07 Risstiefenbestimmung (TOFD) IND08 Fehlstellenprüfung IND09 Transit-Time-Durchflussmessung MED01 Ultraschall-TM-Mode (Echokardiografie) MED02 Ultraschalluntersuchungen am Brustmodell (Mammasonografie) MED04 Biometrie am Augenmodell Erweiterung Für GAMPT-Scan-Geräte, die nur über eine parallele Schnittstelle verfügen, wird ein Adapter parallel auf USB angeboten. Adapter parallel auf USB für GAMPT-Scan

18 Geräte und ien Echoskopie Ultraschallsonde 1 MHz Die Ultraschallsonden zeichnen sich durch hohe Schallintensität und kurze Schallimpulse aus. Damit sind sie besonders für den Impuls-Echo-Betrieb geeignet. Die Sonden haben ein robustes Metallgehäuse und sind an der Schallfläche wasserdicht vergossen. Die Sonden werden mit dem Spezialstecker zum Anschluss an das GAMPT-Scan geliefert oder mit einem BNC- Stecker für den universellen Einsatz. Sie eignen sich auf Grund ihrer hohen Schallintensität vor allem für Untersuchungen mit großen Eindringtiefen, von stark dämpfenden ien und für die Erzeugung von Rayleigh- bzw. Scherwellen. Dabei können sie als Sender oder Empfänger eingesetzt werden. : Frequenz: 1 MHz Maße: L = 70 mm, D = 27 mm Kabellänge: ca. 1 m Schallanpassung an Wasser/Acryl Spezialsteckverbinder mit Sondenerkennung zum Anschluss an das GAMPT-Scan Universalsteckverbinder BNC PHY01 Grundlagen der Ultraschallechografie (A-Bild) PHY02 Schallgeschwindigkeit in Festkörpern PHY03 Schallschwächung in Festkörpern PHY06 Frequenzabhängigkeit des Auflösungsvermögens PHY07 Transversalwellen in Festkörpern Bestell-Nr Bestell-Nr (BNC) PHY08 Ultraschall-B-Bild PHY16 Mechanische Scanverfahren PHY20 Bestimmung der Fokuszone PHY22 Phasensprung und Resonanzeffekte PHY23 Dispersion von Ultraschallwellen (Lambwellen) IND02 Rissprüfung mit Rayleighwellen MED02 Ultraschalluntersuchungen am Brustmodell (Mammasonografie) Ultraschallsonde 2 MHz Mit einer Frequenz von 2 MHz sind diese Sonden für ein breites Einsatzgebiet geeignet. Auf Grund der höheren Frequenz ist das axiale und laterale Auflösungsvermögen deutlich größer als bei den 1 MHz-Sonden. Hingegen ist die Dämpfung für 2 MHz bei den meisten ien noch nicht zu groß, so dass Untersuchungsgebiete in mittlerer Tiefe noch problemlos erreicht werden können. Insbesondere eignen sich diese Sonden auch für Untersuchungen an medizinischen Objekten und als Ultraschall-Doppler-Sonden. : Frequenz: 2 MHz Maße: L = 70 mm, D = 27 mm Kabellänge: ca. 1 m Schallanpassung an Wasser/Acryl Spezialsteckverbinder mit Sondenerkennung zum Anschluss an das GAMPT-Scan Universalsteckverbinder BNC PHY02 Schallgeschwindigkeit in Festkörpern PHY03 Schallschwächung in Festkörpern PHY04 Schallschwächung in Flüssigkeiten PHY05 Spektrale Untersuchungen PHY08 Ultraschall-B-Bild PHY09 Ultraschall-Computertomografie PHY10 Schallfeldcharakteristik PHY13 Ultraschall-Doppler-Effekt PHY15 Strömungsgesetze PHY16 Mechanische Scanverfahren PHY20 Bestimmung der Fokuszone Bestell-Nr Bestell-Nr (BNC) PHY21 Reflexion und Transmission an Grenzflächen PHY22 Phasensprung und Resonanzeffekte PHY23 Dispersion von Ultraschallwellen (Lambwellen) IND01 Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung (ZfP/NDT) IND03 Füllstandsmessung IND05 Doppler-Durchflussmessung IND06 Winkelkopfprüfung IND07 Risstiefenbestimmung (TOFD) IND08 Fehlstellenprüfung IND09 Transit-Time-Durchflussmessung MED04 Biometrie am Augenmodell 16

19 Geräte und ien Echoskopie Ultraschallsonde 4 MHz Die 4 MHz-Sonden zeichnen sich durch ein extrem kurzes Ausschwingverhalten und damit höchstes axiales Auflösungsvermögen aus. Sie kommen insbesondere dort zum Einsatz, wo sehr kleine Strukturen aufgelöst werden müssen. Frequenz: 4 MHz Maße: L = 70 mm, D = 27 mm Kabel: 1 m Schallanpassung an Wasser/Acryl Spezialsteckverbinder mit Sondenerkennung zum Anschluss an GAMPT-Scan Universalsteckverbinder BNC PHY03 Schallschwächung in Festkörpern PHY06 Frequenzabhängigkeit des Auflösungsvermögens MED01 Ultraschall-TM-Mode (Echokardiografie) Bestell-Nr Bestell-Nr (BNC) Hydrofon Mit dem Hydrofon kann die Schallfeldcharakteristik einer Ultraschallsonde gemessen werden. Aus der Amplitudenmodulation entlang der zentralen Achse einer Schallsonde kann die Nahfeldlänge (Fokuszone) bestimmt werden. Ebenso kann die laterale Ausdehnung des Schallfeldes in verschiedenen Abständen von der Sondenoberfläche gemessen werden. Das Hydrofon ist für einen Frequenzbereich von 1-5 MHz geeignet und kann direkt an den Empfängereingang des GAMPT-Scan angeschlossen werden. Die Messungen erfolgen im einfachsten Fall durch Verschieben des Hydrofons von Hand oder durch den Einsatz des CT-Scanners. Für beide Varianten steht eine entsprechende Halterung für das Hydrofon zur Verfügung. Frequenzbereich: 1-5 MHz aktive Sensorfläche: D = 3 mm Maße: L = 125 mm, B = 24 mm Kabellänge: ca. 1 m Bestell-Nr PHY10 Schallfeldcharakteristik PHY19 Phasen- und Gruppengeschwindigkeit PHY20 Bestimmung der Fokuszone PHY23 Dispersion von Ultraschallwellen (Lambwellen) 17

20 Geräte und ien Echoskopie Testblock (transparent) Der transparente Testblock aus homogenem Acryl ist besonders für echoskopische Untersuchungen geeignet. Acryl ist ein mit mittlerer akustischer Dämpfung, so dass mit allen Sonden eine ausreichende Eindringtiefe erreicht wird. Der Block verfügt über eine Gruppe unterschiedlich großer Fehlstellen in unterschiedlicher Tiefe, eine große Fehlstelle (Schallschatten) und eine Doppelfehlstelle (Auflösungsvermögen). Damit können grundlegende Erkenntnisse über die Bestimmung der Schallgeschwindigkeit, das Echoverfahren, über Schallschatten, Mehrfachreflexionen, Fokuszonen und das Auflösungsvermögen von Ultraschall unterschiedlicher Frequenz gewonnen werden. Maße: 150 mm 80 mm 40 mm : Acryl, transparent Schallgeschwindigkeit: ~ 2700 m/s (longitudinal) Dichte: 1,2 g/cm³ Fehlstellen: 11 Bestell-Nr PHY01 Grundlagen der Ultraschallechografie (A-Bild) PHY06 Frequenzabhängigkeit des Auflösungsvermögens PHY08 Ultraschall-B-Bild PHY16 Mechanische Scanverfahren IND01 Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung (ZfP/NDT) Testblock (schwarz) Dieser Testblock aus schwarzem undurchsichtigen Acryl ist für eine Versuchsvariante des Grundlagenversuchs PHY01 gedacht, bei dem das Aufsuchen von Fehlstellen in unbekannten Untersuchungsobjekten im Vordergrund steht. Dabei kann der Testblock von allen Seiten abgetastet und die Anzahl und Lage der Fehlstellen bestimmt werden. In weitergehenden Versuchen werden mit Sonden unterschiedlicher Frequenz die Form und die Größe der einzelnen Inhomogenitäten bestimmt. Bei diesen Untersuchungen kommt es vor allem darauf an, geeignete Strategien zur vollständigen Lokalisation aller Fehlstellen zu entwickeln. Darüber hinaus können natürlich alle, in denen der transparente Testblock vorgesehen ist, auch mit dem schwarzen Testblock durchgeführt werden. Die akustischen Eigenschaften und die Anordnung der Fehlstellen entsprechen denen des transparenten Testblocks. Maße: 150 mm 80 mm 40 mm : Acryl, schwarz Schallgeschwindigkeit: ~ 2700 m/s (longitudinal) Dichte: 1,2 g/cm³ Fehlstellen: 11 Bestell-Nr PHY01 Grundlagen der Ultraschallechografie (A-Bild) PHY06 Frequenzabhängigkeit des Auflösungsvermögens PHY08 Ultraschall-B-Bild PHY16 Mechanische Scanverfahren IND01 Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung (ZfP/NDT) 18

21 Geräte und ien Echoskopie Testzylinderset Schallgeschwindigkeit, Schallimpedanz und Dämpfung sind typische materialspezifische Parameter, die mit Hilfe dieser drei Acrylzylinder in Reflexion und Durchschallung bestimmt werden können. Die Bestimmung der Schallgeschwindigkeit an drei unterschiedlich langen Objekten gleichen s erlaubt eine ausführliche Fehlerdiskussion. Die Bestimmung der Dämpfung in Durchschallung bei unterschiedlichen Ultraschallfrequenzen vermittelt grundlegende Zusammenhänge der Ultraschallabsorption in Festkörpern. Maße: D = 40 mm, L = 40 mm, 80 mm und 120 mm : Acryl, transparent Schallgeschwindigkeit: ~ 2700 m/s (longitudinal) Dichte: 1,2 g/cm³ PHY02 Schallgeschwindigkeit in Festkörpern PHY03 Schallschwächung in Festkörpern PHY22 Phasensprung und Resonanzeffekte Bestell-Nr (Set) Ersatzteile 3 Zylinder Sondenhalter Zylinderhalter Transversalwellenset Bei schrägem Einfall einer Ultraschallwelle auf einen Festkörper werden mit zunehmendem Winkel Transversalwellen angeregt. Transversalwellen haben eine von der Longitudinalwelle abweichende Schallgeschwindigkeit. Mit dieser Versuchsausrüstung kann der Übergang von Longitudinal- in Transversalwellen winkelabhängig gemessen werden. Die Messung erfolgt in Durchschallung mit zwei fixierten Sonden (1 MHz). Die Probenhalterung kann auf der Probenwanne in Längsrichtung verschoben werden und hat eine Winkelskala. Aus der Messung der longitudinalen und transversalen Schallgeschwindigkeit können die elastischen Konstanten des s ermittelt werden. Als Probenmaterialien stehen Acryl und Aluminium zur Verfügung. Mit der Aluminiumprobe eignet sich diese Versuchsanordnung auf Grund der justier- und verschiebbaren Probenplatte ebenfalls zur Bestimmung der Schwächung von Ultraschall in Flüssigkeiten (Wasser, Glycerin, Öl,...). Probenhalterung mit Winkelskala in 5 -Schritten Probenmaterial 1: Acryl (transparent) Schallgeschwindigkeit: longitudinal ~ 2700 m/s; transversal ~ 1450 m/s Probenmaterial 2: Aluminium Schallgeschwindigkeit: longitudinal ~ 6400 m/s; transversal ~ 3100 m/s 2 Sondenhalter aus Acryl (schwarz) 1 Probenwanne zur Aufnahme der Probenhalterung Bestell-Nr (Set) Ersatzteile Probenwanne Sondenhalter Acrylprobe Aluminiumprobe PHY04 Schallschwächung in Flüssigkeiten PHY07 Transversalwellen in Festkörpern 19

22 Geräte und ien Echoskopie Acrylprobe für Transversalwellenset Zur Bestimmung elastischer konstanten über die longitudinale und transversale Schallwellengeschwindigkeit steht eine probe aus Acryl zur Verfügung. Dabei ist in Acryl die longitudinale Schallgeschwindigkeit größer als in Wasser, während die transversale Schallgeschwindigkeit in der Größenordnung der Schallgeschwindigkeit in Wasser liegt. : Acryl Schallgeschwindigkeit: longitudinal ~ 2700 m/s transversal ~ 1450 m/s PHY07 Transversalwellen in Festkörpern Bestell-Nr Aluminiumprobe für Transversalwellenset Zur Bestimmung elastischer konstanten über die longitudinale und transversale Schallwellengeschwindigkeit steht eine weitere probe aus Aluminium zur Verfügung. In Aluminium sind sowohl die longitudinale als auch die transversale Schallgeschwindigkeit größer als in Wasser. Die Aluminiumprobe eignet sich ferner als verschiebbare Reflektorplatte für Messungen nach dem Impuls-Echo-Verfahren, beispielsweise zur Bestimmung der Schallschwächung in Flüssigkeiten. : Aluminium Schallgeschwindigkeit: longitudinal ~ 6400 m/s transversal ~ 3100 m/s Bestell-Nr PHY04 Schallschwächung in Flüssigkeiten PHY07 Transversalwellen in Festkörpern POM-Probe für Transversalwellenset Zur Bestimmung elastischer konstanten über die longitudinale und transversale Schallwellengeschwindigkeit ist eine dritte probe aus Polyoxymethylen (POM) erhältlich. In POM ist die transversale Schallgeschwindigkeit kleiner als die Schallgeschwindigkeit in Wasser. : POM Schallgeschwindigkeit: longitudinal ~ 2470 m/s transversal ~ 1200 m/s PHY07 Transversalwellen in Festkörpern Bestell-Nr

23 Geräte und ien Echoskopie Reflexionsplattenset Das Paar Acrylplatten ermöglicht eine Anzahl interessanter spektraler Untersuchungen mit Ultraschall. Auf Grund der geringen Plattendicken zeigt das Echobild Mehrfachreflexionen. Die spektrale Auswertung von Einzelreflexen zeigt infolge der frequenzabhängigen Dämpfung eine zunehmende Verschiebung des Spektrums zu niedrigeren Frequenzen. Im Spektrum aller Reflexe ist die Plattendicke als periodische Modulation enthalten. Beim Übereinanderlegen der Platten erhält man ein diffuses Echobild, dessen Spektrum ebenso diffuse Modulationen enthält. Erst durch eine Cepstrum-Analyse können die einzelnen Plattendicken bestimmt werden. Das Set enthält eine Acryl- Vorlaufstrecke. Maße: B = 40 mm, L = 80 mm Plattendicken: ~ 7,5 mm und ~ 10 mm : Acryl, transparent Bestell-Nr Schallgeschwindigkeit: ~ 2700 m/s (longitudinal) Dichte: 1,2 g/cm³ PHY05 Spektrale Untersuchungen Rayleighwellentestkörper Die probe zur Untersuchung mit Rayleighwellen hat eine ungestörte Oberflächenseite, an der die Rayleighschallgeschwindigkeit im Durchschallungsmode bestimmt werden kann. Eine andere Seite hat verschiedene defekte, die mit Hilfe der Rayleighwellen detektiert und lokalisiert werden können. Ein besonderes Verfahren in der prüfung ist die Risstiefenmessung mittels Rayleighwellen. Hierfür sind auf einer Seite mehrerer Risse unterschiedlicher Tiefe vorgesehen, an denen die Signalamplitude der Rayleighwelle gemessen werden kann. : Aluminium Maße: 35 mm 35 mm 600 mm Gewicht: 2,5 kg Schallgeschwindigkeit der Rayleighwelle: ~ 2950 m/s Bestell-Nr verschiedene Fehlstellen für zerstörungsfreie Werkstoffprüfung IND02 Rissprüfung mit Rayleighwellen Prüfkörper für Winkelprüfkopf Der Prüfkörper aus Aluminium dient zur Justierung von Winkelprüfköpfen hinsichtlich des Einschallwinkels, der Schallgeschwindigkeit, der Schallaustrittsstelle und der Länge der Vorlaufstrecke. Dabei wird der Winkel durch die Vermessung des Wandechos in verschiedener Projektionsabständen bestimmt. Die Überprüfung der Justierung erfolgt an einer zylindrischen Ungänze (Bohrung). : Aluminium Schallgeschwindigkeit: Maße: 35 mm 35 mm 120 mm Bohrung: D = 8 mm longitudinal ~ 6400 m/s; transversal ~ 3100 m/s Bestell-Nr IND06 Winkelkopfprüfung 21

24 Geräte und ien Echoskopie Winkelvorlaufstrecke Eines der wichtigsten Verfahren in der zerstörungsfreien Prüfung mit Ultraschall ist die Winkelkopfprüfung. Aus der Schallgeschwindigkeit der Vorlaufstrecke und des Untersuchungsmaterials ergibt sich entsprechend dem Brechungsgesetz der Einschallwinkel für die Longitudinalwelle und die Transversalwelle. Die Vorlaufstrecke eignet sich für Prüfungen in Durchschallung, Reflexion und bei Verwendung von 2 Vorlaufstrecken als Sender-Empfänger-Prüfkopf (SE-Prüfkopf). Die Winkelvorlaufstrecken können mit allen GAMPT-Sonden (1, 2 und 4 MHz) verwendet werden. : Acryl Schallgeschwindigkeit in Acryl: ~ 2700 m/s (longitudinal) Einfallswinkel Vorlaufstrecke: Einschallwinkel in Aluminium Transversalwelle (~ 3100 m/s): ~ 20 ~ 45 ~ 72 Longitudinalwelle (~ 6400 m/s): ~ 44 Bestell-Nr (17 ) Bestell-Nr (38 ) Bestell-Nr (56 ) IND06 Winkelkopfprüfung IND07 Risstiefenbestimmung (TOFD) IND08 Fehlstellenprüfung Risstiefentestkörper Der Testkörper enthält Risse mit verschiedenen Tiefen. Mit Hilfe zweier unterschiedlicher Messtechniken können die Risse geortet und deren Tiefe bestimmt werden. Mit einem Winkelprüfkopf wird die Winkelechoamplitude risstiefenabhängig bestimmt. Bei größerer Risstiefe versagt dieses Verfahren jedoch. Mit der TOFD-Technik können auch Risse mit größerer Tiefe geortet und vermessen werden. Die Leistungsfähigkeit und die Grenzen beider Verfahren werden an diesem Testblock bestimmt. : Aluminium Schallgeschwindigkeit: Maße: 35 mm 35 mm 300 mm longitudinal ~ 6400 m/s; transversal ~ 3100 m/s Bestell-Nr Risstiefen: 2, 4, 6, 8, 10 und 15 mm IND07 Risstiefenbestimmung (TOFD) Ungänzentestkörper Der Testkörper aus Aluminium enthält verschiedene Reflektortypen, die für die Erzeugung von Echos verwendet werden. Es werden 5 spiegelartige Reflektoren und ein rissartiger Reflektor unterschieden. Als spiegelartige Reflektoren sind je ein Zylinder, eine Kreisscheibe, eine Wand und ein Winkelspiegel mit jeweils unterschiedlichen Ausrichtungen zur Oberfläche vorhanden. Beugungseffekte können an dem Riss untersucht werden. Für die Ungänzenortung (Fehlersuche) werden verschiedene Ortungstechniken wie Echo-, Delta-, Tandem-, Transfer- und Winkeltechnik angewandt. : Aluminium Schallgeschwindigkeit: longitudinal ~ 6400 m/s; transversal ~ 3100 m/s Bestell-Nr Maße: 35 mm 35 mm 300 mm Anzahl der Ungänzen: 6 IND08 Fehlstellenprüfung 22