Die zerstörungsfreie Materialprüfung mittels Ultraschall gewinnt immer mehr an Bedeutung. Die Dickenmessung von Blechen, Rohrwänden, Papierbahnen etc. sind gute Beispiele hierfür. Man wertet dabei die unterschiedlichen Laufzeiten der reflektierten Ultraschallpule aus. Und schon kommt die Zeitmessung ins Spiel:

Die Schallgeschindigkeit in Aluminium beträgt 5100 m/s (bei 20 °C). Die ausgesandte Ultraschallwelle wird sowohl an der Vorder- wie an der Rückseite der zu untersuchenden Schicht reflektiert. Der Laufzeitunterschied der beiden beträgt z.B. bei einer 1mm dicken Schicht Aluminium 2*d/c = 3,9 µs. Soll dies mit 0,1% aufgelöst werden, so entspricht dies einer Auflösung der Laufzeit von 390 ps - für den TDC kein Problem!

Selbst eine 10 cm dicke Aluminiumschicht könnte der TDC mit derselben absoluten Auflösung vermessen!

Und der TDC kann dabei all seine Vorteile gegenüber analogen Lösungen ausspielen:

• Kompakter Aufbau: Single Chip-Lösung im kleinen QFN/TQFP-Gehäuse
• Selbst dicke Materialien sind kein Problem. Den notwendigen weiten Dynamikbereich bis 24 Bit erledigt der TDC "mit Links". Der GP1 erlaubt, bis zu 100 ms mit einer Auflösung von 120 ps zu messen - daß entspricht einer Dynamik von 30 Bit !
• Höchste Auflösung: Durch Mittelung - und hierfür ist der TDC ideal geeignet - kann die Standardabweichung - und damit die Auflösung - nochmals deutlich reduziert werden - bis in den Femtosekundenbereich
• Industrieller Anwedungsbereich: der TDC kann von -40 °C bis 120 °C eingesetzt werden
• Batteriebetrieb: Geringe Stromaufnahme ist bei tragbaren Geräten ein ganz entscheidender Parameter. Auch hier bietet der TDC eine ideale Lösung. Arbeitet man im Meßbereich 2 und führt pro Sekunde nur eine Messung inklusive Kalibration durch, so beträgt bei 5 V Versorgungsspannung die Stromaufnahme nur ca. 3 µA ! (Bemerkenswert: praktisch die gesamte Stromafnahme kommt vom Kalibriertakteingang. Kann dessen aktive Zeit angepasst werden, kann die Stromaufnahme im Nanoamperebereich liegen!)