Entwicklung einer neuen Methode zur Ansteuerung von Ultraschall-Phased Arrays

Die Ansteuerung von Ultraschall-Phased-Arrays basiert auf zwei Vereinfachungen. Zum einen wird davon ausgegangen, dass das Schwingungsverhalten aller Einzelelemente synchron und gleichm? ig ist. Zum anderen erfolgt die Berechnung der Ansteuerungszeiten, den sogenannten Focal Laws, auf dem Ansatz der geometrischen Akustik. Beide Aspekte werden in dieser Arbeit ausf?hrlich analysiert und neue Vorschl?ge f?r eine optimale Ansteuerung ausgearbeitet und simulativ sowie messtechnisch bewertet. Das individuelle Schwingungsverhalten der Einzelelemente von Phased Arrays liegt in einer Vielzahl von Toleranzen der Einzelkomponenten und der Fertigungsschritte begr?ndet. F?r die quantitative Bewertung kann die mechanische Auslenkung mittels Laser-Doppler-Vibrometrie lokal erfasst und evaluiert werden. Die Kompensation individueller Latenzzeiten im Ansprechverhalten f?hrt dann unmittelbar zu einem h?heren Summensignal im anvisierten Fokuspunkt. Um den Einfluss der tats?chlichen Aperturgeometrie von Einzelelementen auf die Qualit?t des Summensignals des Phased Arrays zu untersuchen, wurde au erdem eine Simulationsumgebung (4D-CEFIT-PSS) entwickelt. Damit ist die Wellenausbreitung unter Ber?cksichtigung aller wellenphysikalischer Effekte im Halbraum m?glich. Somit wurden verschiedene Aperturmodelle erstellt und sowohl im Zeit- als auch im Frequenzbereich analysiert. Die wellenphysikalische Simulation erm?glicht die Berechnung modifizierter Focal Laws, die immer zu einer Verbesserung des Summensignals im Vergleich zum Ansatz mit geometrischer Akustik f?hren.

Author: Andreas Gommlich

Publisher: Tudpress Verlag Der Wissenschaften Gmbh

Publication Date: Jun 10, 2016

Number of Pages: 128 pages

Binding: Paperback or Softback

ISBN-10: 3959080638

ISBN-13: 9783959080637