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Messung von Ultraschallschwingungen mit einem Tonkopf

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JFK81
Neuling
#1 erstellt: 05. Okt 2005, 13:25
Hi

ich möchte mit Hilfe eines Tonabnehmers (Ortofon MC 1 Turbo) Ultraschallschwingungen beim Ultraschallschweißen aufnehmen und habe noch ein paar Fragen:

- Wie wichtig ist der exakte Auflagedruck und wie beeinflusst er das Ausgangsergebnis?

- Wie genau gibt der Tonkopf die Schwingungen wieder (harmonische Verzerrungen/Klirrfaktor)?

- Was für einen Tonarm ist für diesen Tonabnehmer zu empfelen?

Vielen Dank für die Infos.
baltasar
Stammgast
#2 erstellt: 06. Okt 2005, 06:17
hallo,
um was für frequenzen handelt es sich denn? tonabnehmer fallen im frequenzbereich über 20 khz irgendwann ab . auch ist damit zu rechnen , dass es deine nadel zerbröslt sprich sich diese löst.
JFK81
Neuling
#3 erstellt: 06. Okt 2005, 09:06
Die Sonotrode Schwingt mit genau 20 khz und einer Amplitude von 10-40 µm. Die Schwingdauer liegt zwischen 0.5 und 3 s.
baltasar
Stammgast
#4 erstellt: 07. Okt 2005, 07:13
hallo,
40 mikrometer sind schon nicht wenig , ein versuch ist es wert.
richi44
Hat sich gelöscht
#5 erstellt: 07. Okt 2005, 09:37

JFK81 schrieb:
Hi

- Wie wichtig ist der exakte Auflagedruck und wie beeinflusst er das Ausgangsergebnis?

- Wie genau gibt der Tonkopf die Schwingungen wieder (harmonische Verzerrungen/Klirrfaktor)?

- Was für einen Tonarm ist für diesen Tonabnehmer zu empfelen?

Vielen Dank für die Infos.


Da es sich ja nicht um eine Plattenwiedergabe handelt, sieht die Sache etwas anders aus.
Bei zu geringem Auflagedruck wird der Kontakt der Nadel mit dem Testobjekt so sein, dass sie abhebt. Angenommen, die Bewegung wäre vertikal, so würde dann, wenn die Nadel nach oben gehen müsste, der Arm mit dem System mit angehoben, wenn die Auflagekraft geringer ist als die Rückstellkraft (inkl. Massenträgheit) der Nadel. Dies geschieht natürlich verzögert, weil die Arm- und Systemmasse mit hinein spielt. Aber ebenso wärde der Arm verzögert wieder in "Normalposition" absinken, wenn der Ultraschall beendet ist. Es ist also schon wichtig, dass derartige Bewegungen nicht oder nur kaum möglich sind, denn der abbrechende Kontakt zwischen Nadel und Testobjekt führt zu Verzerrungen.
Das gilt ähnlich für horizontale Auslenkungen.

Generell müsste es möglich sein, hohe Frequenzen wiederzugeben, weil es vor über 25 Jahren ein System von Quadroplatten gegeben hat (CD4), bei welchen die Rückkanäle über eine Trägerfrequenz übertragen wurden. Da musste das System bis etwa 55 kHz übertragen. Und Klirr hätte sich da auch ausgewirkt, wenn auch nicht so unmittelbar.
Es muss also möglich sein, solche Auslenkungen auszuwerten. Allerdings wird es schwierig werden, solche Systeme irgendwie zu eichen, denn ich stelle mir vor, dass der Frequenzgang in diesen Bereichen nicht mehr linear ist. Der Klirr des Systems dürfte nicht allzu gross sein, weil ja ein K2 bereits ans mechanische Ende der Zelle reichen würde, rein aus den Masseverhältnissen der Nadel. Damit ist aber auch ziemlich sicher, dass Du allenfalls einigermassen genau die 20 kHz als Pegel darstellen kannst, dass aber entstehende Verzerrungen des Testobjekts nicht mehr darstellbar sind. Etwas anderes als einen Sinus bekommst Du bei den 20 kHz nicht aus dem System.

Zum Arm: Da hängt es vom Testobjekt ab, ob da ein "Arm" Sinn macht. Ich könnte mir vorstellen, dass beispielsweise das System in eine Vorrichtung montiert wird, die sich nachher mit festem Abstand über dem Prüfling befindet. So kann diese Vorrichtung das System festhalten, sodass die Nadel "fix" um einen bestimmten Betrag ins System eintaucht und damit die ganze Auflage-Frage unbedeutend wird. Allenfalls könnte man an der Kontaktstelle Nadel zu Testojekt ein Tropfen einer Leit-Flüssigkeit anbringen, die die Ultraschall-Leitung verbessert und die Nadel auf dem Prüfling "fixiert"
baltasar
Stammgast
#6 erstellt: 07. Okt 2005, 10:38
hallo,
noch ein denkanstoss: warum überhaupt die schwingungen über die nadel übertragen , da diese doch immer eine potentielle schwachstelle darstellt , und ihr sinn und ihre formgebung doch für die plattenrille konzipiert sind . für diese anwedung wäre doch der nackte nadelträger und evtl ein kleines stück gummi zwischen kontaktfläche und nadelträger ausreichend. die nadel liesse sich problemlos mit einer pinzette und sanfter gewalt entfernen.
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