TU Darmstadt / ULB / TUbiblio

Weiterentwicklung eines PVDF-Membranhydrofons zur absoluten Schalldruckmessung

Elmering, Kai (1995):
Weiterentwicklung eines PVDF-Membranhydrofons zur absoluten Schalldruckmessung.
Technische Universität Darmstadt, [Diploma Thesis or Magisterarbeit]

Abstract

Zusammenfassung:

In dieser Arbeit ist ein in einer Vorgängerarbeit entstandenes Hydrofon (Mikrofon für Ultraschall in Flüssigkeiten) weiterentwickelt worden. Nach einer kritischen Überprüfung der dort angewandten Reziprozitätskalibrierung wurde ein Referenzhydrofon zur Messung des absoluten Schalldrucks in Wasser aufgebaut. Durch einen Neuentwurf der Verstärkertechnik entstand ein Differenz-Ladungsverstärker für den Frequenzbereich bis 50MHz. Dieser ist im Störabstand, der Empfindlichkeit sowie im Frequenzgang optimiert worden. Die konsequente Ausnutzung der Ätztechnik ermöglichte die Herstellung noch feinerer Ätzmasken. Hiermit konnten polarisierte Zonen mit einem Durchmesser von 250µm erzeugt, und damit das räumliche Auflösungsvermögen des Hydrofons verbessert werden. Zur Reduzierung des Meßaufwandes bei der Schallfeldanalyse wurden auf der Membran im radialen Abstand von 0,5cm vier polarisierte Zonen angeordnet. Dies bot sich an, weil es mit dem Tektronix TDS-420A Oszilloskop möglich ist, vier zeitgleiche, voneinander unabhängige Messungen auszuwerten. Um in (nicht destilliertem, also leitfähigem) Wasser messen zu können, muß die Membran gegen den elektrischen Einfluß des Wassers isoliert werden. Die durch ein glyceringefülltes Gehäuse entstehenden Dämpfungen des Frequenzverlaufs konnten durch eine stattdessen verwendete Wachsbeschichtung der Membran verhindert werden. Der Einsatzbereich des Hydrofons liegt bei einem Schalldruckbereich von 500Pa bis 0,35MPa und einem Frequenzbereich von 100kHz bis 10MHz. Die Empfindlichkeit konnte hierbei zu etwa 15mV/kPa ±3,5dB ermittelt werden. Der Störabstand ist bei 1MHz und 1kPa größer als 30dB.

Item Type: Diploma Thesis or Magisterarbeit
Erschienen: 1995
Creators: Elmering, Kai
Title: Weiterentwicklung eines PVDF-Membranhydrofons zur absoluten Schalldruckmessung
Language: German
Abstract:

Zusammenfassung:

In dieser Arbeit ist ein in einer Vorgängerarbeit entstandenes Hydrofon (Mikrofon für Ultraschall in Flüssigkeiten) weiterentwickelt worden. Nach einer kritischen Überprüfung der dort angewandten Reziprozitätskalibrierung wurde ein Referenzhydrofon zur Messung des absoluten Schalldrucks in Wasser aufgebaut. Durch einen Neuentwurf der Verstärkertechnik entstand ein Differenz-Ladungsverstärker für den Frequenzbereich bis 50MHz. Dieser ist im Störabstand, der Empfindlichkeit sowie im Frequenzgang optimiert worden. Die konsequente Ausnutzung der Ätztechnik ermöglichte die Herstellung noch feinerer Ätzmasken. Hiermit konnten polarisierte Zonen mit einem Durchmesser von 250µm erzeugt, und damit das räumliche Auflösungsvermögen des Hydrofons verbessert werden. Zur Reduzierung des Meßaufwandes bei der Schallfeldanalyse wurden auf der Membran im radialen Abstand von 0,5cm vier polarisierte Zonen angeordnet. Dies bot sich an, weil es mit dem Tektronix TDS-420A Oszilloskop möglich ist, vier zeitgleiche, voneinander unabhängige Messungen auszuwerten. Um in (nicht destilliertem, also leitfähigem) Wasser messen zu können, muß die Membran gegen den elektrischen Einfluß des Wassers isoliert werden. Die durch ein glyceringefülltes Gehäuse entstehenden Dämpfungen des Frequenzverlaufs konnten durch eine stattdessen verwendete Wachsbeschichtung der Membran verhindert werden. Der Einsatzbereich des Hydrofons liegt bei einem Schalldruckbereich von 500Pa bis 0,35MPa und einem Frequenzbereich von 100kHz bis 10MHz. Die Empfindlichkeit konnte hierbei zu etwa 15mV/kPa ±3,5dB ermittelt werden. Der Störabstand ist bei 1MHz und 1kPa größer als 30dB.

Uncontrolled Keywords: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Mikrofon-Kalibrierung, PVDF-Folie, Reziprozität, Schalldruckmessung, Ultraschall-Hydrofon, Unterwasserschall
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design (dissolved 18.12.2018)
Date Deposited: 04 Oct 2011 10:49
Additional Information:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKD 1269

Art der Arbeit: Diplomarbeit

Beginn Datum: 03-05-1995

Ende Datum: 07-08-1995

Querverweis: 17/24 EMKD 1244

Studiengang: Elektrotechnik (ET)

Vertiefungsrichtung: Elektromechanische Konstruktionen (Dipl.)

Abschluss: Diplom (EMK)

Identification Number: 17/24 EMKD 1269
Referees: Schräbler, Dipl.-Ing. Sighard and Cramer, Prof. Dr.- Bernhard
Corresponding Links:
Export:
Suche nach Titel in: TUfind oder in Google
Send an inquiry Send an inquiry

Options (only for editors)
Show editorial Details Show editorial Details