D3-3.4 - Robuste Befestigung von Ultraschallwandlern: Prüfstrategien für kryogene Einsatzbedingungen

Event

23. ITG/GMA-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2026
2026-06-09 - 2026-06-10
Nürnberg

Band

Vorträge

Chapter

Optische und akustische Messverfahren

Author(s)

D. Pollmann, A. Backer, K. S. Drese - Hochschule für angewandte Wissenschaften Coburg, Coburg

Pages

303 - 307

DOI

10.5162/sensoren2026/D3-3.4

ISBN

978-3-910600-11-9

Price

free

Abstract

führen Für ultraschallbasierte Sensoren in kryogenen Anwendungen ist eine stabile akustische Ankopplung der piezoelektrischen Wandler an metallische Strukturen entscheidend. Temperaturänderungen zwischen Raumtemperatur und kryogenen Bedingungen jedoch zu erheblichen thermomechanischen Spannungen, die das Schwingungs- und Übertragungsverhalten der Wandler beeinflussen können, ohne dass es zu einem vollständigen Versagen der Verbindung kommt. In diesem Beitrag werden der Temperaturänderungsbeständigkeit von Ultraschallankopplungen vorgestellt: die elektrische Impedanzmessung und die temperaturabhängige Ultraschallamplitudenmessung. Der Schwerpunkt liegt auf der Ultraschallamplitudenmessung als funktionsnaher Prüfmethode. Es wird gezeigt, dass Änderungen der Ankopplung anhand charakteristischer Amplitudenverläufe während Abkühl- und Aufwärmzyklen detektiert werden können. Unterschiede in den Materialeigenschaften der Koppelschichten sowie fertigungstechnische Einflüsse spiegeln sich deutlich in frequenz- und temperaturabhängigen Amplitudenverläufen wider. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass Vergleiche bei einzelnen Frequenzen nicht ausreichend sind und eine breitbandige Betrachtung erforderlich ist, um belastbare Aussagen über die Stabilität der Ankopplung zu treffen. komplementäre Messmethoden zur Bewertung zwei