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Ultraschalltechnik für industrielle Produktion, Medizin- und Automobiltechnik

Die Piezo- und Ultraschalltechnik wird in vielen Bereichen der Industrie tagtäglich eingesetzt. Die vielen Anwendungen fallen dem Endnutzer kaum auf, da es hauptsächlich in Fertigungsprozessen zum Einsatz kommt, so wird Ultraschall vielfach in der Verpackungs- oder Kunststoffindustrie zum fügen der verschiedensten Bauteile genutzt oder in der Lebensmittelindustrie zum Schneiden der Produkte. Auch in der Medizintechnik gibt es vielfältige Anwendungen für die Chirurgie oder Zahnmedizin. Daneben wird Ultraschall häufig von Sensoren, wie z.B. dem Abstandssensor im Pkw genutzt. Die Vorlesung vermittelt die Grundlagen der Piezotechnik, ohne die Ultraschallwandler heute nicht denkbar wären sowie die Grundlagen zum Einsatz, Betrieb und modellbasierten Entwurf von Ultraschallsystemen anhand vieler anwendungsnaher Beispiele. In den Übungen und Laboren werden viele der Schritte zum Entwurf von Ultraschallschwingern selbst durchgeführt. 

Qualifikationsziele

Das Modul vermittelt spezifische Kenntnisse zu den Anwendungen und den Grundlagen der Ultraschalltechnologie insbesondere in industrieller Produktion, Medizin sowie Automobiltechnik.
 Nach der erfolgreichen Absolvierung sind die Studierenden in der Lage,

  • die Grundlagen der Ultraschalltechnik zur erklären,
  • die Wirkungsweise des Ultraschalls in den verschiedenen Anwendungen zu erläutern,
  • Ultraschallsysteme anhand ihrer äußeren Erscheinung einzuordnen und die Schwingungsform abzuschätzen,
  • Den Entwurfsprozess von Ultraschallwandlern zu erläutern,
  • Spezifikationen von Ultraschallwandlern zu erstellen,
  • Schwingungswandler modellbasiert auszulegen,
  • den Aufbau von piezoelektrischen Ultraschallwandlern durchzuführen,
  • Ultraschalsysteme und -komponenten zu charakterisieren.

 

Themen

  • Grundlagen Piezoelektrischer Werkstoffe
  • Passive Wellenleiter
  • Piezoelektrische Systeme
  • Laservibrometrie zur Messung von Ultraschall
  • Anwendungen von Ultraschall in der industriellen Produktion
  • Anwendungen von Ultraschall in der Medizin
  • Anwendungen von Ultraschall in der Automobiltechnik
  • Ultraschallsensorik
  • Elektrische Ansteuerung von Ultraschallsystemen
  • Motoren und Transformatoren
  • Transiente Vorgänge
  • Charakterisierung von piezoelektrischen Komponenten und Systemen
  • Entwurf und Simulation von Ultraschallsystemen

 

Literatur und Arbeitsmaterialien

  • wird in der Vorlesung bekanntgegeben

Lesender

Dr.-Ing. Walter Littmann (ATHENA Technologie Beratung GmbH)

Dr.-Ing. Jens Twiefel

Übung

M.Eng. Andreas Schmelt

Vorlesungs- und Übungstermine

  • Erster Termin: 11:00 Uhr am 09.04.18
  • Vorlesung: Montags von 11:00 Uhr bis 12:30 Uhr und von 14:00 Uhr bis 15:30 Uhr Wechsel mit den Übungen.
  • Übung: Montags von 11:00 Uhr bis 12:30 Uhr und von 14:00 Uhr bis 15:30 Uhr Wechsel mit den Übungen.

 Raum: Appelstr. 11, Raum 439 (Bibliothek IDS)

Nächster Prüfungstermin

  • Anmeldung beim Prüfungsamt
  • Der Termin wird in der Vorlesung bekanntgegeben
  • Zur Terminabsprache bitte (spätestens in der vorletzten Vorlesungswoche) bei Peter Bruns melden sofern dies nicht in der Vorlesung erfolgt ist.