Entwicklung eines Kavitationssensors fuer Leistungsultraschall

Ziel ist die Entwicklung eines Kavitationssensors zur Prozessteuerung von technischen Ultraschallanwendungen mit Unterstützung Kavitation.
Aufgrund der extremen physikalischen Bedingungen im Kavitationsfeld und der Vielzahl der Einflußparameter ist eine sichere Aussage zur Existenz und Intensität der Kavitation im Online-Betrieb zur Zeit nicht möglich.
Ausgehend von den Wechselwirkungen der Schockwellen der kavitierenden Blasen mit der anregenden Sonotrode werden die dadurch hoch angeregten Moden als Informationsquelle und die Sonotrode als Wellenleiter aus dem Prozeßvolumen für das Sensorsignal genutzt. Dieses verrauschte und stark durch die anregenden Moden überlagerte akustische Signal wird durch geeignete Piezosensoren in ein elektronisches Signal gewandelt. Anschließende Frequenz- und Phasen-Filterstufen erfassen das charakteristische Spektrum der kavitierenden Blasen.
Durch die Extraktion des Kavitationssignals können Aussagen über das Vorhandensein und die Intensität der Kavitation im Prozessvolumen ohne direkten Eingriff in die Prozeßzelle vorgenommen werden.
Ein Kavitationssensor für die zeitnahe Charakterisierung der Kavitation ist die Grundlage für eine adaptive Steuerung der Prozeßparameter für den industriellen Einsatz der sononinduzierten Kavitation.