Hallo! Ich würde gerne die Absorption von Ultraschall in Flüssigkeiten (Wasser + gelöste Stoffe) messen. Ich habe mir das ganze bis jetzt so vorgestellt: Ich baue eine Resonanzzelle d.h. ich habe eine kleine Box der richtigen Länge und betreibe nun einen Piezo durch einen Mikrocontroller mit der richtigen Frequenz (in meinem Fall wären das ca. 2 MHz) auf Resonanz und messe an einem Widerstand mit dem Spannungssensor den Stromfluß, der sollte bei steigender Absorption immer geringer werden... Nun habe ich erstmal zwei Fragen: Kann das so funtkionieren und wenn ja, wo bekomme ich einen Piezo mit 2 MHz Resonanzfrequenz her? Bei Conrad etc. werden immer nur 40 kHz oder deutlich drunter verkauft. Vielen Danke für die Hilfe! Stephan
:
Verschoben durch Admin
Um die Dämpfung in der Flüssigkeit zu messen, sollte die Messzelle so gebaut sein, das auch wirklich die Flüssigkeit wesentliche für die Dämpfung ist, und nicht die Wände oder der Piezo. Von der Tendenz ist das dann eine eher große Messzelle im Vergleich zur Wellenlänge. Die Messung über den Strom wird eher ungenau und schwer werden. Der Strom ist z.B. stark von der genauen Frequenz abhängig, und das mindeste wäre eine Strom - Frequenz Kurve rund um die Resonanz. Besser geeignet ist da vermutlich eher das freie Abklingen der Resonanzschwingung. Das geht zumindest gut, wenn die Dämpfung eher gering ist. Eine Quelle für die passenden Wandler habe ich leider nicht - die Anwendungen liegen da mehr im Wissenschaftliche Bereich. So kompliziert sind die Wandler aber nicht. P.S. Zur Untersuchung von Flüssigkeiten mit Ultraschall gibt es schon einiges an Literatur. Ein Gruppe am LANL konnte schon vor 10 Jahren damit Flüssigkeiten / Gase in geschlossenen Behältern recht gut unterscheiden. In dem Fall ging es um die Kontrolle möglicher Chemischer Kampfstoffe, ohne die Behälter zu öffnen.
Erstmal vielen Dank für die Antwort. >Um die Dämpfung in der Flüssigkeit zu messen, sollte die Messzelle so >gebaut sein, das auch wirklich die Flüssigkeit wesentliche für die >Dämpfung ist, und nicht die Wände oder der Piezo. Von der Tendenz ist >das dann eine eher große Messzelle im Vergleich zur Wellenlänge. Das ist ein guter Hinweis, irgendwie klar, aber man sollte es auch beachten... >Die Messung über den Strom wird eher ungenau und schwer werden. Der >Strom ist z.B. stark von der genauen Frequenz abhängig, und das mindeste >wäre eine Strom - Frequenz Kurve rund um die Resonanz. Das mit der Wobble-Kurve ist mir klar und vielleicht erweitere ich die Anwendung auch noch darauf. Grundsätzlich ist in meinem Fall aber sowohl die Dämpfung, wie die Verschiebung der Resonanzfrequenz liniear zu dem Stoff den ich im Wasser messen will, so dass mich dieser Einfluss nicht stört, sondern ich ihn sogar gerne mitmessen möchte. Das schöne ist auch, dass ich nicht verschiedene System messen muss, sondern ich das ganze einmal aufsetze und dann fängt der Stoff langsam an sich zu verändern bzw. besser zu lösen und dabei ändert sich die Absorption und die Schallgeschwindigkeit langsam (ca. über 8 Stunden hinweg), so das ich keine Absolutwerte brauche, nur die Änderung über die Zeit. Das denke ich geht schon indem ich die Änderung des Stromflusses messe. Ich sollte noch dazusagen, dass das ganze prozessbedingt sowieso luftfeuchtigkeitskontrolliert und vor allem temperiert abläuft. >Besser geeignet >ist da vermutlich eher das freie Abklingen der Resonanzschwingung. Das >geht zumindest gut, wenn die Dämpfung eher gering ist. Das finde ich auch einen guten Ansatz, das muss ich dann unbedingt mal ausprobieren. >Zur Untersuchung von Flüssigkeiten mit Ultraschall gibt es schon >einiges an Literatur. Tatsächlich ist mein Anwendungsfall alles perfekt wissenschaftlich durchuntersucht. Ich kenne genau die Frequenz, die Parameter, die Änderung, die Zellengröße etc. das einzige, was ich nicht genau weiß ist, wie ich den Ultraschall erzeuge. Da steht leider im Diagramm einfach nur Ultraschall-Wandler. Bleibt noch die Frage nach der Quelle für einen Piezo oder ähnlichem mit ca. 2 MHz Resonanzfrequenz?
>Ich würde gerne die Absorption von Ultraschall in Flüssigkeiten (Wasser >+ gelöste Stoffe) messen. Die Schallabsorption ist stark von der Frequenz und der verwendeten Flüssigkeiten und Stoffe abhängig.
>Bleibt noch die Frage nach der Quelle für einen Piezo oder ähnlichem mit >ca. 2 MHz Resonanzfrequenz? Frage hier mal an: http://www.sappz.de/index.php/de/ Die haben eigene Wandler, helfen Dir aber auch geren weiter.
Solche Piezo-Wandler gibts bei Prüfkopfherstellern, wie zum Beispiel Olympus, Karl Deutsch, Imasonic usw.
Hallo Stephan, > Nun habe ich erstmal zwei Fragen: > Kann das so funtkionieren Du willst meiner Meinung nach zu viele Baustellen gleichzeitig aufmachen: - Dein eigentliches Forschungsthema - die Dämpfungsmessung und - den Bau von Ultraschallgeräten Bei den Ultraschallgeräten mußt Du viel Zeit investieren, bis Du an den Stand der Technik rankommst. Nimm lieber ein fertiges Gerät. Wenn Du an einer Uni bist, kannst Du bei den Nachbarlehrstühlen in Physik/Elektrotechnik/Maschinenbau nachfragen, wo es eines gibt. Ich würde bei Deiner Fragestellung an eine Messung im Pulsbetrieb mit einem fertigen Ultraschallgerät denken. Du schaust Dir dazu das 1., 2. und 3. Rückwandecho an und vergleichst die Amplituden. Durch die mehrfache Messung kannst Du die durch die nur teilweise stattfindende Reflexion herausrechnen. Beachte, daß die Dämpfung üblicherweise stark frequenzabhängig ist und sich die Mittenfrequenzen der Rückwandechos folglich unterscheiden (nicht die Signale, sondern deren Spektren vergleichen!). > und wenn ja, > wo bekomme ich einen Piezo mit 2 MHz Resonanzfrequenz her? Bei Conrad > etc. werden immer nur 40 kHz oder deutlich drunter verkauft. - Richter STT (http://www.richterstt.de/) - Signal-Processing (http://www.signal-processing.com/) - Sonaxis (http://www.sonaxis.com/) - Imasonic (http://www.imasonic.fr/) - Karl Deutsch (http://www.karldeutsch.de/) - Sonotec (http://www.sonotec.de/) - Olympus (http://www.olympus-ims.com/de/) Normalerweise sind die Wandler auf Pulsmessung ausgelegt (breitbandig) und vertragen Pulse mit 100 V und mehr. Wenn Du einen CW-Betrieb anstrebst, kannst Du auch schmalbandige Wandler nehmen (Billiglösung: aus dem Herzschlag-Detektor für schwangere Frauen ausbauen). Bei CW darfst Du aber nur kleine Spannungen verwenden, sonst geht der Wandler kaputt. Manche Hersteller bieten auch Pulser an. Du kannst Pulser und Wandler aber durchaus von verschiedenen Herstellern verwenden. Achte aber darauf, daß die Stecker passen. Das kleinste mir bekannte Gerät ist der US-Key von LeCoeur (http://www.lecoeur-electronique.com/). Viele Grüße Michael
Hi Stephan Ich komme aus der Ultraschall Abteilung. Wir machen das im Allgemeinen mit Durchschallen der Flüssigkeit. Du brauchst dann Zwei Piezzos. Einen Sender und einen Empfänger. Wenn Du kein ULtraschallgerät hast, kannst Du den Sender zb mit einem Weidezaungerät oder einem kräftigen Rechteckgenerator anregen. Möglichst kurzer Puls mit steiler Flanke. In einer gleichbleibenden Entfernung positionierst Du den Empfänger Piezzo. Den kannst Du wahrscheinlich direkt an einen Oszi Eingang anschließen, wenn die Entfernung von Sender zur Empfänger nicht zu groß ist. Dann kannst DU die Amplituden zweier Messungen vergleichen und daraus die Dämpfung in dB errechnen. Wenn Du Piezos brauchst, schick mir eine PN. Grüße Torty
>Du willst meiner Meinung nach zu viele Baustellen gleichzeitig >aufmachen: >- Dein eigentliches Forschungsthema >- die Dämpfungsmessung und >- den Bau von Ultraschallgeräten Hi, danke für die Warnung, aber zum Glück ist das nicht mein Forschungsthema. Vielleicht sollte ich kurz erklären, wie es dazu kam. Ich arbeite tatsächlich an der Uni und zwischen durch kam mir eine Idee, wie man hier einen Vorgang deutlich verbessern könnte. Ich hatte das auch alles fertig ausgearbeitet, aber kurz vor der Patentanmeldung stellte sich heraus, dass meine Idee bereits in 2 Papern in den 1980er (im Ostblock) veröffentlicht, wurde, so dass die Erfindung nicht mehr neu war. Interessanterweise wurden diese Paper sowohl von der Industrie und auch in der Wissenschaft nicht beachtet? Da nicht nur wir (wie ich in vielen Gesprächen herausgefunden habe) eine solche Messung gut gebrauchen können, baue ich also quasi hobbymässig den Prototyp, da ich aber dafür keine Finanzierung mehr habe, geht das auf eigene Kosten und sollte daher nicht so teuer sein. Ein fertiges Gerät um die 100-200 Euro würde ich noch bezahlen mehr wäre wohl zu teuer. Allerdings wenn die Paper recht haben, dann geht das ganze wirklich gut! Und ich kenne halt auch schon viele Parameter, 2 MHz ist optimal (1-10 MHz gehen) und auch die Geometrie verschiedener Messkamern ist beschrieben. Sie haben auch Puls, Multipuls und Resonanzanwendung, sowie Dämpfungs- und Schallgeschwindigkeitsmessungen miteinander verglichen. Ich dachte halt Resonanz wäre am preiswertesten und einfachsten zu realisieren und sollte laut diesen Erkenntnissen auch ausreichend gut funktionieren. >Bei den Ultraschallgeräten mußt Du viel Zeit investieren, bis Du an den >Stand der Technik rankommst. Nimm lieber ein fertiges Gerät. Wenn Du an >einer Uni bist, kannst Du bei den Nachbarlehrstühlen in >Physik/Elektrotechnik/Maschinenbau nachfragen, wo es eines gibt. Ich würde auch ne fertige Sonde nehmen, allerdings sind diese zurecht sehr teuer, das kommt aber hauptsächlich daher, dass sie für Prüfanwendungen gemacht und z.B. auch für Qualitätskontrolle zertifiziert sind etc. All dies brauche ich nicht. Sie müssen nicht mal korrekte Absolutwerte liefen, nur im Bereich von 2 MHz linear arbeiten und stabil messen, wobei Temperatur etc. in dem Prozess sowieso konstant gehalten werden. Allerdings muss die Sonde schmal und lang sein: ca. 1,5 cm Durchmesser und 30 cm lang bzw. ein entsprechend langes Kabel haben... @Torsten B. Danke für die Antwort, ich hoffe ich brauche keine so großen Amplituden/Leistungen. Ansonsten werde ich mich mal per PN melden, ich glaube da könnte ich einiges lernen.
Ich bin ebenfalls im Ultraschallbereich tätig. Also für ein komplettes Ultraschallgerät (Pulser, Empfänger, Vorverstärker, einstellbarer Hauptverstärker, A/D Wandler, Speicher, evtl. Datenvorverarbeitung und Transfer zum PC) musst du deutlich mehr ansetzen als 100...200€. Bei 2MHz Signalfrequenz brauchst du min. 10MS/s Abtastrate, für sinnvolle Anregung steile Pulse mit Anstiegszeiten im ns-Bereich und halt Hochspannung, wobei das auch 100V sein kann, wenn du keine allzu langen Schallwege hast. 15mm Durchmesser für einen 2MHz Prüfkopf wird aber eventuell knapp, je niederfrequenter, desto größer. Für CW Betrieb in Resonanz brauchst du hohe Sendeleistung, bei Puls nur wenig, der Puls hat ja bei 2MHz Prüfkopf dann nur 250ns Länge etwa. Der Prüfkopf an sich wird wohl dein kleinstes Problem. Preislich ist das ebenfalls nicht ohne, normale Prüfköpfe können schon mal 3-stellig kosten, und da ist noch nix spezielles dran. Sehr klein und trotzdem 2MHz Mittenfrequenz ist sicher nich das preiswerteste.
Stephan schrieb: > wo bekomme ich einen Piezo mit 2 MHz Resonanzfrequenz her? Da solch hohe Frequenzen für die meisten US-Anwendungen unüblich sind,wirst Du so etwas wohl nur bei Spezialfirmen zu entsprechend hohen Preisen bekommen. Die meisten Oszillator- un Auswerte- Schaltungen sollten aber nach Umdimensionierung auch mit diesen Frequenzen noch zurechtkommen. Gruss Harald
Also ich kenn 2MHz Piezo Ultraschallwandler, die in PKWs in Additivtanks eingebaut sind. Ich meine bei Ford. Geht darum, den Ruspartikelanteil zu senken. Das sind ca 30mm große Piezoringe in einem Kunststoffteil. 2€ Artikel würde ich mal schätzen. Im Ersatzteilgeschäft wahrscheinlich 20€
Stephan schrieb: > Ich hatte das auch alles > fertig ausgearbeitet, aber kurz vor der Patentanmeldung stellte sich > heraus, dass meine Idee bereits in 2 Papern in den 1980er (im Ostblock) > veröffentlicht, wurde, so dass die Erfindung nicht mehr neu war. Hallo Stephan Welche Paper waren das denn ? Viele Grüße Andreas
Harald Wilhelms schrieb: > Da solch hohe Frequenzen für die meisten US-Anwendungen unüblich > sind,wirst Du so etwas wohl nur bei Spezialfirmen zu entsprechend > hohen Preisen bekommen. Unüblich? Vielleicht für US-Spielzeugkram wie Abstandswarner. In der Materialprüfung ein vollkommen gängiger Wert. Für Austenit oder auch eventuell noch Beton und Stein werden da solch dort eher niedrigen Frequenzen benutzt. Da gehts ansonsten bis 30...50MHz mit konventionellen Materialien wie PZT und dann in die hunderte MHz mit Aluminiumnitrit. Allerdings kostet das in der Tat etwas mehr als die 40khz Dinger beim großen C.
Hallo Stephan, > Da nicht nur wir (wie ich in vielen > Gesprächen herausgefunden habe) eine solche Messung gut gebrauchen > können, baue ich also quasi hobbymässig den Prototyp, da ich aber dafür > keine Finanzierung mehr habe, geht das auf eigene Kosten und sollte > daher nicht so teuer sein. Ein fertiges Gerät um die 100-200 Euro würde > ich noch bezahlen mehr wäre wohl zu teuer. Meine erste Überlegung für die Dämpfungsmessung wäre, wie das Schallfeld im Probekörper aussehen soll, damit die Messung das gewünschte Ergebnis liefert. Daraus lassen sich dann die notwendigen Eigenschaften des Wandlers (Frequenz, Größe, evtl. Vorlauf, evtl. Krümmung u. ä.) ableiten. Zur Erprobung würde ich dann schauen, ob ich mir irgendwo ein Gerät und einen passenden Prüfkopf ausleihen kann und selbst erste Messungen machen. Nur so bekommst Du eine halbwegs realistische Vorstellung davon, was Du von dem Inhalt des Papers halten kannst. Die Frage nach Gerätebau oder Kauf läßt sich erst danach entscheiden. Wenn das Verfahren etwas taugt, wirst Du sicher auch das nötige Geld für den Kauf von ordentlichen Geräten/Schallköpfen auftreiben können. Wenn es nichts taugt, wären auch Deine veranschlagten 100-200€ zu schade. Ich halte sie selbst für den Eigenbau für unrealistisch. Ich möchte einmal meine Preisvorstellungen für kommerzielle Geräte dagegenhalten: - Schallkopf: 500 € - Ultraschallgerät: 2000 € Du kannst natürlich schauen, ob Du irgendwo ein altes analoges Prüfgerät von Karl-Deutsch o. ä. für kleines Geld bekommst. Mit etwas Glück findest Du jemanden, der gerade welche aussondert. So freudig wie Du auf die Idee "Weidezaungenerator" anspringst, werde ich aber das Gefühl nicht los, daß es sich bei Deinem Projekt um eine fixe Idee handelt. Ich habe schon mehrere Ultraschallwandler selbst gebaut (Amateurfunkverstärker für CW und Pulser für Breitbandanregung, S/E-Umschalter, Switching-Matrix, analoge Empfangsverstärker). An einen Weidezaungenerator habe ich dabei aber noch nicht gedacht. Weshalb auch? Ein Pulser besteht aus nur wenigen Standardbauteilen: einer Hochspannungsquelle, einem Taktgeber, einem FET-Treiber, einem FET, einem Kondensator, ein paar Widerständen und einer oder zwei Dioden. > Allerdings muss die Sonde schmal und lang sein: ca. 1,5 > cm Durchmesser und 30 cm lang bzw. ein entsprechend langes Kabel > haben... Ich mache das im Zweifelsfall lieber umgekehrt: Ich schaue, was die Sonde können muß und kümmere mich dann darum, daß der notwendige Platz da ist. Viele Grüße Michael
Hi, ich hab noch eine ganze Menge Schallköpfe für Materialprüfung herumliegen. Falls da interesse besteht würde ich mal ein paar Fotos machen, vieleicht ist da was für dich dabei.
Grüezi, ich bin nicht sicher ob dir das weiterhilft aber Wasservernebler die mittlereile günstig angeboten werden arbeiten mit einer "Membrane die je nach Ausführung mit etwa 2MHz schwingen. Vielleicht kannst du sowas zweckentfremden. Grüsse Martin
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.