Ein Beitrag zur Auslegung von Ultraschallwandlern für Abstandsmessungen

Hohenburg, Rainer

Ein Beitrag zur Auslegung von Ultraschallwandlern für Abstandsmessungen

dc.contributor.advisor	Schüler, Udo	de
dc.contributor.author	Hohenburg, Rainer	de
dc.contributor.referee	Kessel, Siegfried	de
dc.date.accepted	2002
dc.date.accessioned	2004-12-06T13:18:13Z
dc.date.available	2004-12-06T13:18:13Z
dc.date.created	2001-11-09	de
dc.date.issued	2002-10-24	de
dc.description.abstract	Das Frequenz- und Abstrahlverhalten von Ultraschallwandlern beeinflusst den Einsatz und die Ansteuerung der Systeme für die Abstandsmessung. Verlässliche Aussagen über ihr Verhalten werden durch eine umfassende, realitätsnahe und verifizierte Simulation der Ultraschallwandler ermöglicht. Wesentlicher Bestandteil der Simulation ist die Anwendung der Finite-Elemente-Methode, die durch weitere Berechnungsverfahren unterstützt wird. Die modular aufgebaute Simulationsrech-nung besteht aus den Phasen Spektrogramm-, Verschiebungsprofil- und Schallfeldberechnung. Die Schalldruckverteilung im Fernfeld und deren Druckmaxima in Abhängigkeit von der Frequenz werden mithilfe der Näherungslösung nach dem Huygen-Fresnelschen-Integral berechnet. Die Verifikation der Teilergebnisse wird durch die experimentellen Untersuchungen Schallpegelmessung, Laserinterferometrie und Schallfeldmessung möglich. Die Da-tenbasis wird durch bereits publizierte Kennwerte sowie durch Experimente mit selbst gefertigten Ultraschallwandlern ergänzt. Die ersten Vergleiche der Ergebnisse aus Simulation und Experiment weisen in eine erfolgversprechende Richtung. In der Weiterführung dieser Arbeit wäre eine anwendungsspezifische, kurzfristige und preisgünstige Wandlerherstellung denkbar, bei der Dank zuverlässiger Simula-tionsergebnisse auf umfangreiche experimentelle Untersuchungen verzichtet werden könnte.	de
dc.description.abstract	The frequency and radiation behaviour of ultrasonic transducers affects the employment and the control of the systems for the distance measurement. Reliable statements about their behaviour are made possible by a comprehensive, close-to-reality and verified simulation of the ultrasonic transducers. A substantial component of the simulation is the application of the finite element method, which is supported by further computation methods. The modularly designed simulation calculation consists of the following phases: spectrogram, displacement field, sound field computation. The sound pressure distribution in the far field and their pressure maxima as a function of the frequency are calculated by means of the approximation solution after the Huygen Fresnel integral. The verification of the partial results is made possible by the experimental investigations of sound level measurement, laser interferometry and sound field measurement. The database is supplemented by characteristic values already published as well as by experiments with self-manufactured ultrasonic transducers. The first comparisons of the results of simulation and experiment are promising. In the continuation of this work a user-specific, short-term and low-priced transducer production might be conceivable even without extensive experimental investigations thanks to reliable simulation results.	en
dc.format.extent	5942334 bytes
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/2003/2813
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.17877/DE290R-16083
dc.language.iso	de	de
dc.publisher	Universität Dortmund	de
dc.subject	Abstandsmessung	de
dc.subject	Abstrahlverhalten	de
dc.subject	Fernfeld	de
dc.subject	Finite-Elemente-Methode	de
dc.subject	Frequenzverhalten	de
dc.subject	Laserinterferometrie	de
dc.subject	Schalldruckverteilung	de
dc.subject	Schallfeldberechnug	de
dc.subject	Simulation	de
dc.subject	Ultraschallwandler	de
dc.subject	distance measurement	en
dc.subject	radiation behavior	en
dc.subject	far field	en
dc.subject	finite element method	en
dc.subject	dynamic response	en
dc.subject	laser interferometry	en
dc.subject	sound pressure distribution	en
dc.subject	sound pressure calculation	en
dc.subject	Simulation	en
dc.subject	Ultrasonic transducer	en
dc.subject.ddc	620	de
dc.title	Ein Beitrag zur Auslegung von Ultraschallwandlern für Abstandsmessungen	de
dc.type	Text	de
dc.type.publicationtype	doctoralThesis	de
dcterms.accessRights	open access

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