Treten Prozessgebiete G mit makroskopischen Ausdehnungen auf, wie bei der plastischen Deformation im Zugversuch, bei Struktur-,Gefüge- oder Phasenumwandlung, bei Reibung usw., so erhalten wir, apparativ nicht mehr trennbare, kontinuierliche Schallemission (KSE).

Eine allgemeine Schallpegelanhebung wird registriert, da bei großen Prozessgebieten G eine sehr hohe Anzahl von Schallquellen (SQ) fast gleichzeitig gebildet werden. (Bild 1) Auf dem Oszillographenschirm ist eine Verbreiterung des Rauschuntergrundes zu verzeichnen, die durch die Belastungsgeschwindigkeit beeinflusst wird. Ein solches SE-Bild allein erlaubt bereits die Aussage, dass eine wachsende Leckage vor liegt. In Kraftwerken oft schon eine wichtige Aussage, weil durch die dicken Wärmedämm- Materialien ein feines Leck erst nach Wochen bemerkt wird. (Artikel 16)
Die Prozessgebiete mit mikroskopischen Bereichen in überschaubarer Anzahl bilden Burst- Schall-Emissionen (BSE). Dies ist bei der plastischen Deformation an der Rissspitze eines Ermüdungsrisses bei zyklischer Beanspruchung der Fall. Ist das Prozessgebiet mikroskopisch klein, die Ablaufgeschwindigkeit weniger Prozesse sehr hoch, so entstehen einige wenige Schallereignisse mit sehr kurzen Schallimpulsen hoher Schalleistung. Burstemissionen (BSE) treten bei erstmaliger Belastung von Druckkörpern, bei Zugproben, bei zyklisch belasteten Werkstoffproben auf.
Die Belastungsgeschwindigkeit v (t) und die Beschleunigung a (t) beeinflusst maßgebend den schallerzeugenden Prozess und damit die Intensität und die Anzahl der pro Sekunde abstrahlenden Primärschallquellen (PQ). Später werden wir feststellen, dass Plastifizierungs-, Rissfortschritts-, Rissuferreibungs- und Einprägungsgeräusche am Mikroriss wirksam werden. Für die zyklische Beanspruchung reicht ein einfacher, magnetischer Schwingungserreger (Artikel 17). Ist eine Schallmessanordnung mit fester Empfindlichkeits- Schwelle gegeben, so muss die Beanspruchungs- Geschwindigkeit eine Mindestgröße überschreiten, damit ein Nachweis der SE erfolgen kann. Für den Nachweis einer SE bei Stoffprozessen ist stets nach einer geeigneten Empfindlichkeit der Schallmessung zu suchen und auf eine hierzu erforderliche Beanspruchungs-Geschwindigkeit zu achten. Bei einigen Untersuchungen ist auch die Vergrößerung der Prozessgebiete G denkbar (Reibungsflächen, Querschnittvergrößerung des Zugstabes, Vergrößerung der Spannungsflächen usw.).

Für den Nachweis mikroskopisch kleiner Prozessgebiete ist stets die Angabe der unteren Nachweisgrenze ( des unteren Schwellwertes U _Schw)und die vorhandene Auflösung erforderlich. Außerdem ist stets der Nulltest bei fehlendem Prozessgebiet zu führen. Bei allen physikalischen Werkstoffprozessen konnten SE-Quellen nachgewiesen werden. Allerdings ist eine geeignete Anpassung der apparativen Bedingungen stets erforderlich. Das SE-Bild (Bild 2) erlaubt die äußerst wichtige Aussage, dass in dem Alustab ein Anriss erfolgt ist. Solche Anrisse sind oft mit dem Auge noch nicht festzustellen. Für konkrete Aussagen über die Größe des Rissfortschrittes sind graduierbare Schallmessgrössen erforderlich.

Mit Hilfe der Mechanolumineszenz (ML) sind bei Werkstoffen die Prozessgebiete G optisch, nachzuweisen. Überzieht man das Objekt -- die Werkstoffprobe -- mit einem Mechanolumineszenz- Stoff so leuchtet bei Beanspruchung die Fläche über dem Prozessgebiet hell auf.

Wird in eine Werkstoffprobe eine Kerbe oder besser ein Ermüdungsriss eingebracht, so können die bei Belastung auftretenden Schallwellen mit Hilfe von Mechanolumineszenzstoffen an der Oberfläche optisch sichtbar gemacht werden und das gut adaptierte Auge erkennt kleine örtlich begrenzte Lichtblitze, die durch mikroskopisch kleine Erregungsgebiete an der Rissspitze verursacht werden.Mit einem Sekundär- elektronen- vervielfacher (SEV) sind diese Lichtblitze auf einem Oszillographenschirm leicht darzustellen. Bei der mechanischen Deformation einer, gekerbten, 5 mm starken Stahlplatte wurden gleichzeitig die Mechanolumineszenz (ML) und die Schallemission (SE) zeitabhängig registriert. Die hervorragende, zeitliche Übereinstimmung der optischen mit den akustischen Signalen, beweißt den gleichen Ursprung und den mikroskopischen Charakter der Emissionszentren. In Bild 3 ist im oberen Teil die Aufzeichnung der SEV-Spannung und im unteren Teil  die Aufzeichnung der Schallemissions- Signale mit einem Oszillographen wiedergegeben. Dies zeigt, das die SEV- Signale kleiner und mit geringer zeitlicher Auflösung auftreten, aber doch im Wesentlichen synchron mit den SE-Impulsen erscheinen.

Bei einer runden Zugprobe wird ein begrenztes Schallerregungsgebiet G -- das plastische Deformationsgebiet-- an der schwächsten Stelle der Probe durch einen leuchtenden Ring sichtbar. Das Prozessgebiet G wandert entsprechend dem Deformationsgeschehen an die Enden der Probe. Je nach Lage der schwächsten Probenstelle bildet sich ein etwas anderes Bild aus. Liegt diese in der Mitte der Probe, so wandert je ein leuchtender Ring -ein Prozessgebiet an jedes Ende der Probe. Die Geschwindigkeit mit der das plastifizierte Gebiet über die Probe wandert ist leicht zu bestimmen und gewinnt Einfluss auf das SE-Erscheinungsbild.

Bild 4 : Darstellung des Prozessgebietes mit Mechanolumineszenz (ML).

Die Geschwindigkeit mit der das Prozessgebiet - die Plastifizierungszone- die Probe durchläuft, hängt von der Beanspruchungsgeschwindigkeit ab, aber sicher auch von Materialkenngrößen, Sprödigkeit, Körnung, Zusammensetzung usw.. Bisher sind hierüber noch keine näheren Untersuchungen bekannt. Wird die Zugprobe so gestaltet, dass am rechten Ende die schwächste Stelle vorliegt, läuft das Plastifizierungsgebiet ähnlich wie hier gezeigt durch die Probe.

Durch das Verfestigungsverhalten des Materials, die Beanspruchungsgeschwindigkeit, durch den Zustand der Materialprobe (Korngröße, Temperatur, Geschichte der bereits erfolgten Verformungen (Vorgeschichte) usw.) wird die Form der Schallpegelkurve * das SE-Bild * bestimmt. Bei allen kurzzeitigen Freisetzungen von elastischer Energie im Material, bei Werkstoffermüdung, -alterung, -versprödung führen Versetzungsketten, Mikroriss- und Porenbildung zu Schallaktivitäten von mikroskopisch kleinen Erregerzentren. Hier liegt noch ein weites Feld, das erforscht werden muss.
Burstemissionen  (BSE) erhält man auch bei der Entstehung einer Leckage am Rohrsystem einer Druckanlage beim Durchbruch eines Haarrisses in der Rohrwandung. Die nachfolgende Leckage bildet aufgrund des großen Erregungsgebietes kontinuierliche Schallemission (KSE). (Bild 5)

Bild 5: BSE und KSE bei Leckagedurchbruch.

Bei der Entstehung von Leckagen in Druckanlagen treten oftmals erst Haarrisse an der Oberfläche des Systems auf. Beim Wachsen der Haarrisse entstehen Burstemissionen, die zunehmend häufiger und kräftiger werden und im Rohrsystem über größere Entfernungen messbar sind. Der Beginn der Leckage kündigt sich durch kontinuierliche Schallemission (KSE) an. Mit dem Auftreten der Leckage ist in geschlossenen Bereichen oft eine geringe Erhöhung der Feuchtigkeit mit großer Mühe festzustellen. Die Leckagebestimmung mit Hilfe der Feuchtigkeitsmessung ist wesentlich unempfindlicher. Auch ein zweiter Durchbruch ist bei geeigneter Schallpegeleinstellung noch nachweisbar. Eine Leckage wächst je nach den äußeren Bedingungen sehr unterschiedlich. Der KSE sind dann je nach stärke und Intensität der Leckagenentwicklung Burstemissionen (BSE) überlagert bis es zu einer sprunghaften Zunahme der KSE kommt (Abbildung 6).(Artikel 16) Zur Leckage sind nicht nur zum Nachweis, sondern auch zur quantitativen Bestimmung mit graduierbaren Parametern Ermittlungen mit unterschiedlichem Erfolg ausgeführt worden, die wir bei den Anwendungen näher untersuchen werden .(Artikel 18)

Die von den Primärschallquellen (PQ) abgestrahlten Schallwellen breiten sich in dem umgebendem und dem angrenzendem Medium aus. Der von den Schallwellen erfasste Teil eines Mediums wird als Schallfeld bezeichnet. Die Ausmessung eines Schallfeldes ist eine schwierige aber äußerst wichtige experimentelle Messaufgabe, die meist nur sehr begrenzt ausführbar ist. Theoretisch können Schallfelder nur angenähert berechnet werden. Die Abstrahlungscharakteristik der Primärschallquellen hängt von den Abmessungen und der Lage des Erregungsgebietes ab. Eine ungestörte Abstrahlung von Schallwellen im reflexionsfreien, homogenen Medium ist nur selten real gegeben. Das Studium der Verhältnisse solcher Idealfälle kann aber als Ausgangsmodell für die Deutung und das Verständnis so mancher Schallerscheinungen sehr nützlich sein. Solche Idealfälle sind mitunter in den ersten Mikrosekunden zu Beginn der Abstrahlung anzutreffen.

Das mikroskopisch kleine Prozessgebiete G (Durchmesser = d),das zur Burstemission führt, kann als kleine atmende Kugel betrachtet werden, deren Oberfläche mit der Schnelle V0 pulsiert. Dieses einfache Modell eines Kugelstrahlers 0.Ordnung gilt für Schallquellen, deren Linearabmessungen viel kleiner sind als die Wellenlänge λ der Emission im Medium.
Eine solche Schallquelle wirkt wie ein Punktstrahler nullter Ordnung. Die von der Quelle abgestrahlte Leistung P wird im homogenen Medium gleichmäßig nach allen Seiten abgestrahlt - (rein geometrische Schallschwächung) -. Für das Schallfeld im homogenen umgebenden Medium gilt J = P/A (Gleichung 6 ), wobei A eine die Schallquelle einschließende Kugelfläche bedeutet und J die durch diese Fläche fließende Schallintensität. Die Kugeloberfläche im Abstand r von der Schallquelle ist gegeben durch A = 4πr². Die Schallintensität J im Abstand r ist somit gegeben durch J = P/A = P/4πr² . Der zu erwartende Schallwechseldruck ergibt sich mit J = ~p v = ~p²/ρc zu ~p² = Jρc = Pρc/4πr², dabei sind c die Schallgeschwindigkeit und ρ die Dichte des Mediums. Für den Schallwechseldruck gilt ~p = (JZ)^1/2.

Ein ungestörter Schallfluss ist nur unter ganz besonderen Bedingungen in einem Objekt zu erhalten. Die kleinste Probenausdehnung sollte wesentlich größer als die Wellenlänge λ der SE sein. Der Durchmesser d der Prozessquelle (PQ) muss klein gegenüber der Wellenlänge ausfallen und die Materialprobe darf nur eine ideale, homogene Struktur und eine mittlere einheitliche Schallgeschwindigkeit aufweisen. In der Zeit t _m, in der noch keinerlei Reflexionen an Inhomogenitäten in der Materialprobe oder an den Begrenzungen auftreten, ist ein ungestörter Schallfluss zu erwarten. Im Allgemeinen ist ein unregelmäßiger kaum berechenbarer Schallfluss vorhanden. Die ungestörte Ausbreitung ist für kurze Zeit t _m in besonders homogenen, ausgedehnten Medien zu erwarten. Diese minimale Zeit t _m wird durch die Ungänze bestimmt, die der Primärquelle am nächsten liegt bzw. durch die kleinste Probenabmessung falls die Probe hinreichend homogen ist. Mit der heutigen Computermesstechnik ist dieses SE-Bild auch in der minimalen Zeit t _m oft zu erfassen. Dieses kommt einer Darstellung der Quelle im ideal homogenen Medium sehr nahe und die Deutung gelingt somit einfacher. Die Darstellung von Quellen im unendlich homogenen Medium ist oft ein erster Schritt zum Verständnis der Schallgenerierung bei einem energetischem Materialprozess.
Zum Glück erfolgt diese geometrische Schallschwächung nicht mehr, wenn auch nur eine Ausdehnung extrem begrenzt wird. Das Objekt wirkt dann zunehmend als Wellenleiter bzw. Resonator. Auf einem 0,8 mm dünnem Weißblech wurde mit 4 Aufnehmern ein Bleistiftminen-Test mit einem Transientenrecorder registriert. (Artikel 10 ) Dieser BMT demonstiert auch die SE-Signalparameter. Dabei wurden für die 4 Kanäle sowohl SE-Daten vom Computer unmittelbar berechnet als auch die Wellenformen mit einem "Transientenrecorder- Index", der die eindeutige Zuordnung gewährleistet, aufgezeichnet. Aus Bild 8 wird sofort ersichtlich, dass jeder Aufnehmer die Quelle anders sieht. So wie aus den Ecken eines Spiegelsaales eine Statue am Rand immer wieder anders zu sehe ist.

Die Signalamplituden A _sig unterscheiden sich nicht so stark, wie es aus den Laufzeitunterschieden, den unterschiedlichen Wegen, gemäß der geometrischen Schallschwächung zu erwarten wäre. Nur aus den SE-Daten sind alle Signalamplituden sofort abzulesen. Für die Auswertung aus den Wellenformen wären längere Registrierungszeiten erforderlich und wesentlich größere Speicherkapazität. Dagegen treten beim ersten Beobachten recht unerwartet hohe Unterschiede bei der gemessenen Signalenergie E _sig  auf. Die Unterschiede der SE-Signaldaten für die 4 Aufnehmer sind aus den Kurvenformen nicht allein zu interpretieren. Hier gehen Objektparameter (OP), Stoffkenngrößen (SK) und der Prozessverlauf PV (t) zusätzlich ein. (Gleichung 1 ) Obwohl bereits relativ gute Ortungsergebnisse, für die Praxis meist hinreichend, erzielt werden, kann auf eine Nachkontrolle nicht verzichtet werden. Eine quantitative Aussage ist erst mit dem Einsatz graduierbarer Parameter möglich. Deshalb ist die SEP noch immer vorrangig als Suchverfahren und noch wenig als Bewertungsverfahren einzusetzen.
An Gaslagerbehältern sieht die Wellenform für einen Bleistiftminen-Test (BMT)aufgrund der anderen Objektparameter (OP) und der anderen Stoffkenngrößen (SK) vollkommen anders aus (Artikel 19 ). Der BMT ist als HSU - Nielsen Quelle in der Euronorm (EN 1330-9). näher beschrieben.

Die Wellenformen in Bild 9 zeigen drei Phasen des Prozessverlaufes PV (t): 1. Die Aufsetzphase mit Reibungsgeräuschen. 2. Den eigentlichen Minenbruch mit den kräftigsten Burstemissionen. 3. Das Aufschlagen des abgebrochenen Minen - Endes. Das muss im Konkreten noch mit einem Korrelationsverfahren (siehe Untersuchungsmethoden) bewiesen werden. Die Feinstruktur des Kurvenverlaufes ist durch die Objektbegrenzungen, die Struktur des Objektes (OP) und die Materialeigenschaften (SK) verursacht. Bis zu dieser Aufschlüsselung ist noch ein weiter Weg zurückzulegen.

Der Nachweis eines akustisch aktiven Prozesses erfordert die Bestimmung der Signalaktivität. Die SE-Bilder erlauben eine erste Zuordnung zur Art und zum zeitlichen Verlauf des akustisch aktiven Vorganges. Eine Bewertung der erfassten Vorgänge erfordert die Graduierung eines Prozessparameters.

Artikel :
/16/ Leistner, M.; Praktische Erfahrungen bei Einkanalschallemissionsmessungen; Wiss.Ber.IH- Zittau, IHZ-Wk-79 337 ; 1979
/17/ Schäwen, R.v.; Mauersberger, G.; Untersuchung zeitlich hochaufgelöster SE-Signale von Aluminiumproben bei zyklischer Belastung mittels Signalanalysator DSA 601 ; DGZfP, BB32, 9.Kolloquium Schallemission, S.87, 1992
/18/ Sell, J.; Quantifizierung von Gasverlust in lecken Ventilen; 12.Kolloquium Schallemission, BB72 DGZfP Vortrag Nr.14
/19/ Tscheliesnig, P; Schauritsch, G; Geräteentwicklung anhand von Wiederholungsprüfungen an kugelförmigen Gaslagerbehältern; 10. Kolloquium Schallemission, BB42 DGZfP S53, 1994

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