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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ultraschallsensoren


Autor: Schmidtl (Gast)
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Grüßt euch.

Ich glaube, ich habe ein grundlegendes Verständnisproblem. Es geht  um 
Ultraschallsensoren. Meiner Meinung nach ist es doch so, dass 
Schallwellen an einem Übergang von Feststoff/Luft aufgrund der sehr 
Impedanz der Luft nahezu total reflektiert werden, weshalb man auch 
meist Koppelmittel, z.B. Wasser, zur Impedanzanpassung verwendet. Mit 
Sicherheit wird zwar ein Teil der Schallwellen auch auf die Luft 
übertragen, aber da diese selbst auch ein sehr schlechter Überträger von 
hochfrequentem Schall ist, müsste eine Messung gegen Luft doch generell 
erst einmal sehr schwierig sein.

Nun zum konkreten Fall: Wir sollen in einem Praktikumsprotokoll weitere 
Messverfahren zur Bestimmung des Kontaktwinkels in Glas- und 
Kupferrohren vorschlagen. Da frage mich nun: ist es möglich, den 
Kontaktwinkel von Wasser mit Hilfe von Ultraschall zu messen? Und zwar 
in der Form, dass der Sensor von vorne auf die Oberfläche misst 
(konstruktionsbedingt ist keine Anordnung mehrerer Sensoren in radialer 
Richtung des Rohres möglich). Das würde bedeuten, dass die Schallwellen 
zunächst durch die Luft bis zur Wasseroberfläche gelangen und diese 
quasi in 3D darstellen können müssen (beispielsweise durch Verschieben 
des Sensors). Oder kommt es durch die Krümmung am Gefäßrand ohnehin zu 
solch diffusen Reflexionen, dass eine Messung unmöglich ist?!

Wäre schön, wenn da mal jemand Erfahrungen mit gemacht hat bzw. mir 
seine Meinung dazu sagen kann. Dankeschön.

Matze

Autor: schall (Gast)
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1) z.B.Material- Dickenmessung mit Ultraschall: Da muß der Schall in das
Material eindringen und von der Materialrückwand reflektiert werden. Da 
hast Du recht, da stört die Luft  zwischen Schallelement und 
Materialoberfläche. Die wird dann durch spezielle Pasten / Fluids 
überbrückt,
die auf die Materialoberfläche appliziert wird und in die der US- 
Messkopf eingetaucht wird. US- Untersuchungen z.B. beim Arzt verwenden 
auch ein Fluid.

2) z.B. Abstandsmessungen mit Ultraschall: Da muß der Schall durch die 
Luft und wird von der Oberfläche eines Objektes reflektiert, zu dem der 
Abstand gemessen werden soll.

Dine restliche Ausführung verstehe ich leider nicht....

Autor: Martin Laabs (mla)
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Wenn Du eine kleine Skizze machst wäre es viel einfacher den Aufbau zu 
verstehen. Mich fünf mal durch den Text zu lesen - dazu habe ich hier 
keine Lust.
Ansonsten - die US-Sender haben eine Impedanzanpassung an Luft (so sie 
für Luft sind), so dass sie die Leistung schon zu einem großen Teil an 
die Luft abgeben wird. Wenn ihr jetzt aber einen Übergang von Luft auf 
ein Schallhartes Medium habt wird ein ganz großer Teil an dem Übergang 
reflektiert. Es sei denn ihr schafft irgend eine Art von 
Impedanzanpassung. (Lamda/4 Anpassung oder schlaue mechanische 
Konstrukte)

Viele Grüße,
 Martin L.

Autor: schall (Gast)
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..glaube nicht, dass DU den Schall so genau fokusiert bekommst, dass
DU damit das Problem lösen kannst (Reflexionen an den Rohrwänden 
etc.)...

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