Versuch 1 – Distanzmessung

Im ersten Versuch wird die Schallgeschwindigkeit in verschiedenen Materialien mittels Durchschallung exakt abgelängter Zylinder (s = 100 mm) ermittelt. Die Darstellung des Messwerts (Laufzeit des Pulses) kann über die Software gewählt werden, bewährt hat sich die Darstellung im Koordinatensystem „Amplitude über Strecke s“, also die direkte Zuordnung einer kalkulierten Strecke s über

s = v × t   

mit v : Schallgeschwindigkeit in m/s und : Zeit in s.

Zur didaktischen Reduktion kann die laufzeitabhängige Verstärkung (TGC | time gain control) des Echoskops genutzt werden. Indem nur derjenige Laufzeitbereich verstärkt wird, in dem das Hauptsignal erwartet wird, werden die durch Mehrfachreflexion erzeugten Nebensignale z.B. bei 300 mm und 500 mm wirksam unterdrückt. Die Nebensignale werden dann im zweiten Versuch genauer betrachtet.

Durchschallung eines 100 mm langen Kupferzylinders. Deutlich sind die durch Mehrfachreflexion der Longitudinalwellen verursachten Nebensignale bei 300 mm, 500 mm und 700 mm sichtbar. In Versuch 1 können die Nebensignale über die Nutzung einer laufzeitabhängigen Verstärkung zunächst unterdrückt werden (Abbildung folgt). Die schwächeren Zwischensignale treten durch in Festkörpern ebenfalls erzeugte Transversalwellen auf, ihre Signalstärke ist stark materialabhängig.

→ Kurzanleitung zur Inbetriebnahme des Ultraschallechoskop

→ Kurzanleitung zu den Versuchen 1 und 2

→ Arbeitsmaterialien zu den Versuchen 1 und 2

→ Video 1: Einführung in das Ultraschallechoskop

→ Video 2: Längenmessung mit Ultraschall