Sonomechatronik
| Leitung: | Dr.-Ing. Jens Twiefel |
| E-Mail: | twiefel@ids.uni-hannover.de |
| Jahr: | 2019 |
Das Phänomen der Kavitation, d.h. die Entstehung, Schwingung und Implosion kleinster luft- oder gasgefüllter Blasen in Flüssigkeiten, wird vielfach gezielt in technischen Prozessen eingesetzt. Wird Kavitation, wie z. B. bei der Ultraschallreinigung, mittels Schall erzeugt, wird dies als akustische Kavitation bezeichnet. Damit kavitationsbasierende Prozesse bei konstanter Kavitationsintensität und energetisch möglichst effizient ablaufen können, ist es wünschenswert diesen Prozess geregelt durchzuführen.
Die durch die akustische Anregung erzeugten Kavitationsblasen führen Schwingungen aus und wirken dadurch selbst als Schallquellen. Diese Schwingungen treten bei bestimmten Frequenzen auf, die als Indikatoren für das Vorhandensein von Kavitation genutzt werden können. Mit einem neuartigen Ansatz ist es möglich diese Indikatoren ohne zusätzliche Messgeräte zu detektieren. Hierbei wird der piezoelektrische Ultraschallwandler gleichzeitig als Aktor und Sensor genutzt. Am IDS werden die Zusammenhänge zwischen auftretenden Frequenzanteilen und den Vorgängen in der beschallten Flüssigkeit erforscht und Indikatoren für die Kavitationsintensität abgeleitet. Die erlangten Kenntnisse werden genutzt, um eine Regelung der Intensität für transiente, chaotische Kavitationsprozesse umzusetzen. So ist es mit dem verwendeten Versuchsaufbau möglich unter anderem das Auftreten und die Intensität von transienter Kavitation, bei der die erzeugten Blasen implodieren, anhand des Frequenzanteils zu detektieren, der dem 1,5-fachen der Betriebsfrequenz des Ultraschallwanders entspricht.
