Elmering, Kai (1995)
Weiterentwicklung eines PVDF-Membranhydrofons zur absoluten Schalldruckmessung.
Technische Universität Darmstadt
Diplom- oder Magisterarbeit, Bibliographie
Kurzbeschreibung (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.
| Typ des Eintrags: | Diplom- oder Magisterarbeit |
|---|---|
| Erschienen: | 1995 |
| Autor(en): | Elmering, Kai |
| Art des Eintrags: | Bibliographie |
| Titel: | Weiterentwicklung eines PVDF-Membranhydrofons zur absoluten Schalldruckmessung |
| Sprache: | Deutsch |
| Referenten: | Schräbler, Dipl.-Ing. Sighard ; Cramer, Prof. Dr.- Bernhard |
| Publikationsjahr: | 7 August 1995 |
| Zugehörige Links: | |
| Kurzbeschreibung (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. |
| Freie Schlagworte: | Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Mikrofon-Kalibrierung, PVDF-Folie, Reziprozität, Schalldruckmessung, Ultraschall-Hydrofon, Unterwasserschall |
| ID-Nummer: | 17/24 EMKD 1269 |
| Zusätzliche Informationen: | 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) |
| Fachbereich(e)/-gebiet(e): | 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektromechanische Konstruktionen (aufgelöst 18.12.2018) |
| Hinterlegungsdatum: | 04 Okt 2011 10:49 |
| Letzte Änderung: | 05 Mär 2013 09:53 |
| PPN: | |
| Referenten: | Schräbler, Dipl.-Ing. Sighard ; Cramer, Prof. Dr.- Bernhard |
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