Zerstörungsfreie Mehrschichtdickenmessung mittels Ultraschall-Impuls-Echo-Verfahren

In der heutigen industriellen Fertigung und Qualitätssicherung nimmt die exakte Bestimmung von Schichtdicken eine Schlüsselrolle ein, da sie maßgeblich über Korrosionsschutz, Funktionalität und Ästhetik eines Produktes entscheidet.

Zerstörungsfreie Mehrschichtdickenmessung mittels Ultraschall-Impuls-Echo-Verfahren
In der heutigen industriellen Fertigung und Qualitätssicherung nimmt die exakte Bestimmung von Schichtdicken eine Schlüsselrolle ein, da sie maßgeblich über Korrosionsschutz, Funktionalität und Ästhetik eines Produktes entscheidet. Während klassische magnetinduktive oder Wirbelstromverfahren zwingend einen metallischen Untergrund voraussetzen, stößt die herkömmliche Messtechnik bei Substraten wie Holz, Kunststoff, Glas oder Verbundwerkstoffen oft an ihre Grenzen. Hier bietet die Ultraschall-Schichtdickenmessung nach dem Impuls-Reflexionsprinzip eine technologisch überlegene Lösung, da sie die physikalischen Eigenschaften von Schallwellen nutzt, um Schichtstärken völlig unabhängig von den magnetischen oder elektrischen Eigenschaften des Trägermaterials zu bestimmen.

Das physikalische Fundament dieses Verfahrens bildet das Prinzip der Laufzeitmessung eines hochfrequenten Ultraschallimpulses. Ein piezoelektrischer Wandler im Inneren des Sensorkopfes sendet dabei einen kurzen Schallimpuls aus, der über ein Koppelmittel in die zu prüfende Beschichtung eingeleitet wird. Dieser Impuls durchläuft die Schichten bis zur Grenzfläche des Substrats, wo er aufgrund der unterschiedlichen akustischen Impedanz der Materialien reflektiert wird. Der Sensor empfängt diese Echosignale, woraufhin die Elektronik die präzise Zeitdifferenz zwischen dem Senden und dem Empfangen des Signals analysiert. Unter Berücksichtigung der materialspezifischen Schallgeschwindigkeit lässt sich die Schichtdicke exakt berechnen, wobei das Gerät die doppelten Laufwege des Schalls automatisch kompensiert.

Trotz der theoretischen Klarheit stellt die praktische Umsetzung hohe Anforderungen an die Signalverarbeitung, insbesondere wenn es nicht nur um eine einzelne Lage, sondern um komplexe Schichtsysteme geht. In diesem anspruchsvollen Umfeld setzt das neue PCE-CT 1000 von PCE Instruments neue Maßstäbe. Die technologische Besonderheit dieses Geräts liegt in seiner Fähigkeit, hochentwickelte Mehrschichtmessungen von bis zu drei Schichten gleichzeitig zu realisieren. Dabei ist das System nicht auf eine bestimmte Materialklasse beschränkt, sondern arbeitet mit höchster Präzision sowohl auf nichtmetallischen als auch auf metallischen Substraten. Diese Flexibilität erlaubt es, beispielsweise in einem einzigen Messvorgang die Dicken von Grundierung, Basislack und Klarlack separat zu erfassen, ohne das Bauteil zu beschädigen.

Das Ultraschall Schichtdickenmessgerät PCE-CT 1000 ermöglicht es dem Anwender, selbst unter schwierigsten Bedingungen valide Messergebnisse zu erzielen, da es die empfangenen Echosignale mit einer Detailtiefe auflöst, die bisher meist nur stationären Laborsystemen vorbehalten war. Durch die Kombination aus einer extrem hohen Abtastrate und intelligenten Auswertealgorithmen werden die Grenzflächen zwischen den einzelnen Schichten klar voneinander abgegrenzt. Ein besonderer Vorteil liegt zudem in der intuitiven Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Materialien über optimierte Kalibrierroutinen. Dies macht das PCE-CT 1000 zu einem unverzichtbaren Werkzeug in Branchen wie dem Automobilbau, der Luftfahrt oder der High-End-Kunststoffverarbeitung, wo Mehrschichtsysteme auf CFK oder Metallen die Regel sind. Durch seine robuste Bauweise ist das Gerät zudem prädestiniert für den mobilen Einsatz direkt in der Produktion, wodurch zeitintensive Laboruntersuchungen entfallen und die Prozesseffizienz signifikant gesteigert wird.