Piezo-Wandler

Warum nicht? Wir haben unsere Piezoröhren immer angelötet. Wenn man zügig arbeitet und die Temperatur nicht zu hoch wählt, geht das.

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Hm. Und wie lagert man die mechanisch im Gehäuse bei ca. 100kHz Arbeitsfrequenz? O-Ringe vielleicht?

Kann man aus der Größe eigentlich in etwa Spannung und Leistung abschätzen? Habe kein Datenblatt für das Teil.

Wie macht man die akustische Anpassung?

Fragen über Fragen - Henry

Langsam kommste dahinter, warum Ultraschallprüfköpfe so teuer sind.

Gelötet wurden die auch. Aber mit vieeeellllll KnofHoff.

Nein, ich weis ausser den primitivsten Grundlagen dazu auch nix. Da gabs damals das Prüfkopflabor, die hatten Voodoo, Geisterbeschwörung, Baldrian in Literflaschen, Anti-Depressions-Pillen und son Kram. Nä, dat hamse nie offiziell zugegeben, aber ich bin ganz sicher :-)

Saludos Wolfgang

"Wolfgang Allinger" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@allinger-307049.user.uni-berlin... ..

Hi, vielleicht "kaltlöten"? Sauerstofffreies Zinn-Silber-Pulver in Lösemittel unter Schutzgas komprimieren...sozusagen das "kaltschweißen" mit Lötzinn.

Je nach Bauform. Ringe kann man zum Beispiel zwischen zwei Bauteilen mit einem zentralen Bolzen klemmen. Das hat den Vorteil, dass die Konstruktion eine mechanische Vorspannung hat. Ohne Vorspannung liegen die Resonanzfrequenzen tiefer und es besteht die Gefahr, dass es die Keramik mechanisch zerreisst.

Warum das? Gummi wird für die Übertragung der mechanischen Bewegungen eher hinderlich sein

Die maximale Arbeitsspannung kann man grob an der Dicke der Piezo-Keramik zwischen den Elektroden ablesen. Wenn das im Millimeter-Bereich ist, hast Du vermutliche ienn Piezo mit Arbeitsspannungen um kV-Bereich vor Dir. Aber Vorsicht: Es gibt auch Stapelaktoren, die in einem Stück gesintert sind. Da sind viele dünne Schichten in einer monolitischen Keramik versteckt.

Außerdem gibt es deutliche Unterschiede zwischen Aktoren für dynamische und für statische Bewegungen. Da steckt unterschiedliche Keramik hinter.

Das ist schlecht. Wie sieht es denn aus und was soll es tun? Bewegung in Spannung wandeln, oder umgekehrt?

Mit einem mechanischen Resonator. Das nennt sich "Sonode". Für einen Schwinger, der eine akkustische Falle getrieben hat, hat eine Diplomandin von mir einen Schwingteller aufgebaut. Der Piezoschwinger hat in der Mitte die Resonanz angeregt. Außen gab es dann etwa um den Faktor 20 verstärkte mechanische Bewegungen.

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Bei einem Piezo, der unter mechanscher Vrspannung steht, ist die Kontaktierung meist trivial: Man klemme eine passend gschnittene Kupferfolie zwischen zwischen die Flächen, die bei der Vorspannung gedrückt werden.

Für konkret brauchbare Tipps sollte Henry noch das eine oder andere Detail seines Problems schildern. Bis jetzt ist ja noch nicht einmal klar, ob er Schallwellen senden, oder Empfangen will.

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Wolfgang Allinger schrieb:

Na Hexenwerk wirds nicht sein. Will auch keine Geheimnisse!

- Henry

Ok, aus dem Naehkaestchen, soweit ich darf, und bitte verzeihen dass ich die deutschen Asudruecke nicht kenne:

Man arbeitet dort sehr viel mit Conductive Epoxy (Leitkleber?).

Die der Schallrichting entgegenliegende Seite kommt auf ein Backing Layer. Dessen Zusammensetzung und Verarbeitung ist in Ultraschall aber so geheim wie die Rezepte eines Konfektherstellers oder Coca Cola. Hint: In der Regel muss ein "Beschwerer" drin sein, was oft Tungsten ist (Wolfram?).

Nicht so richtig. Hersteller ansprechen.

Mit einem Matching Layer. Darf ich nichts zu sagen, aber die Grundzuege muessten sich per Suchmaschine finden lassen (Fachbereich Ultraschall, nicht nur Medizin, auch NDT).

Dafuer ist d.s.e. ja da. s.e.design auch, aber da duerfte demnaechst der Wahlkampf ablaufen :-)

Schön. Der müßte dann aber auch die heftigen mechanischen Schwingungen überleben. Da sehe ich schwarz.

Gibbet nicht mehr.

Das soll ein schneller Fix werden. Nix heiliges. Vermutlich ist es das gleiche Verfahren wie bei der Vergütung optischer Linsensysteme.

Euer überzogener Wahlkampf sollte uns hier nicht die Bohne interessieren. Leider folgt unsere Presse mittlerweile eurem Oberhirten.

- Henry

Hm. Das hält?

Vorzugsweise senden, eventuell auch empfangen. An Luft.

- Henry

Aha.

Wenn ich das Teil feste einklemme, dann übertragen sich ja die Schwingungen auf die gesamte Konstruktion. Momentan denke ich an einen PCB-Sandwich. Dazwischen den Piezo. Die Kupferflächen gleich als Kontaktierungsfläche.

Er ist 5mm dick und hat bei 20mm Durchmesser knappe 2nF.

Ursprünglichen Verwendungszweck kenne ich nicht.

Spannung in Bewegung, eventuell bei Eignung auch umgekehrt.

Kann man das Diplom irgendwo einsehen?

Gute Nacht - Henry

Da ist natuerlich ein Draht dazwischen, aber nur am Frontkontakt. Dieser muss jedoch irgendwie verbunden werden. Per Hitze geht das auch, aber man hat rasch die Versilberung durch oder das Piezomaterial depolarisiert.

:-(

Es sind Kunststoffmaterialien, manchmal harte und manchmal weiche, je nachdem was der Endkunde moechte. Die Berechung ist nicht viel anders als die Viertelwellenlaengenanpassung bei HF, nur in der mechanischen Domaene.

Blaetter wie Spiegel aber wohl nicht ...

Joerg schrieb:

Genau meine Befürchtungen.

Ja genau. Nur eine einzige Ebene? Das ist ja dürftig. Bei optischen Linsen sind das einige! Aber wie gesagt, es soll bei Grundschulniveau bleiben.

Ach, _überall_ ist der Scheiß. Olympiade vorbei, brauchen sie was Neues. Sinnlos alles.

- Henry

Es gibt mehrlagige Mathcing Strukturen, aber i.d.R. reicht eine. Es geht Dir ja sicher nicht wie bei unsereins darum, der Konkurrenz das letzte dB abzuluchsen.

Henry Kiefer pisze:

Um einen Luftultraschallwandler selbst zu bauen brauch man schon ein bisschen Ahnung. Gute Wirkung ist wirklich nicht leicht zu erzielen - die Anpassung an die Luft ist keine einfache Geschichte.

Es bleibt natürlich noch die Frage, bei welchen Frequenzen der Wandler arbeiten soll, ob mit Bursts oder Dauerwelle, welche Leistung ist gewünscht, welche Empfindlichkeit, usw.

Es gibt viele Konstruktionen von einfachen Luftultraschallwandlern für niedrige Frequenzen (bis ca. 50kHz, die relativ einfach nachgeahmt werden können, aber auch keine besonderen Parametern bieten.

Bei höheren Frequenzen, größeren Leistungen und höheren Empfindlichkeiten wird die Luft dünner. Ich würde die Aussage wagen, dass jemand, der in dem Bereich etwas vernünftiges machen möchte, sogar nach intensiven Arbeit erst in Jahren Erfolge verzeichnen kann. Das betrifft übrigens auch gute Ultraschallwandler für höhere Frequenzen.

Nicht umsonst sind solche Sachen nicht ganz billig zu bekommen.

W. Bicz

Nö. Als Lehrling habe ich bei VEB Elektromat u.A. auch Ultraschall- Reinigungsgeräte montiert. Die Piezo-Scheiben waren allerdings eher

Treiber war ein Gegentakt-Sperrwandler mit etlichen 100V auf der Piezo-Seite. Trafo war ein ~EE55 Ferritkern. Netzversorgung mit einem M102 Kern, also ca. 100W. Zwei Piezo-Sandwiches pro Gerät, jeder Piezo mit eigener Ansteuerung, gespeist von je einer Halbwelle aus dem Primärtrafo.

Das elektronische Design fand ich damals schon recht krude. Funktioniert haben die Teile aber (und wie). Armbanduhr mit Metall- band oder ein Kamm waren beliebte Testobjekte. Wasser mit je ein paar Tropfen Fit und Spiritus war im Nu schwarz wie Tusche :)

XL

Wies?aw Bicz schrieb:

A bisserl Werbung ist schon ok. Ganz auf den Kopf bin ich allerdings nicht gefallen.

- Henry

Interessanter Beitrag. Und die Piezos habt ihr auch selbst hergestellt?

- Henry

Ha, ich darf.

Ja. 2 Komponenten, Tagelange "Topfzeit" Aushärtung ein paar Stunden im Ofen bei 60°. Nicht ganz umsonst, aber Prozesssicher. Wenn der Kleber nicht wegfließen kann, darf der Ofen auch entfallen.

Es gibt auch extra kalte Lote bei ca. 100°C. Ich weiß nicht, ob die Lötstellen nix taugten, oder daß Löten gegen den Stempeldruck (32 Kontakte auf einmal) verloren hatte.

Oder Messen. Im Empfängerbetrieb einfach ein Oszilloskop dranhalten und optimale Eingangsimpedanz ausprobieren. Für nen Sender müßtest Du einen Lauscher zur Verfügung haben. Bei 100kHz könnte noch ein Kondensatormikrofon gehen.

Kurz mal in der Uni am passenden Fachbereich vorbeischauen und 2 Diplomandenverträge abschließen geht auch...