COMPUTER-ANWENDUNGENUND INFORMATIONS-
TECHNOLOGIE
Übertragungsverhalten von Hydrophonen
Die Aufgabe:
Für ein Hydrophon (Unterwassermikrophon) war das Übertragungsverhalten (Ausgangsspannung über Schalldruck für einen Frequenzbereich) numerisch zu ermitteln. Das Hydrophon besteht aus einem metallischen Träger, einem piezokeramischen Sensor und aus einer Kunststoffhülle.
Die Lösung:
Das Hydrophon wurde zunächst als finite Elemente Modell im Rechner abgebildet und anschließend einer Eigenwertanalyse unterzogen. Bereits hier ergaben sich Hinweise auf konstruktive Änderungen, da Eigenfrequenzen im Aufnahmebereich die Übertragungsfunktion durch Resonanzeigenschaften störten. Mit den Eigenlösungen als Basis wurde eine Steady-State-Response Berechnung im interessierenden Frequenzbereich durchgeführt. Als Maß für die von der Piezokeramik erzeugte Spannung diente die mechanische Verzerrung der Elemente. Trotz dieser sehr stark vereinfachenden Annahmen zeigten experimentelle Untersuchungen gute Übereinstimmungen mit den numerischen Ergebnissen.
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