Ultraschall-Dichtesensor: Entwurf, Charakterisierung und Signalverarbeitung
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| Format: | Thesis Book |
| Language: | German |
| Published: |
Aachen
Shaker
2003
|
| Series: | Berichte aus der Elektrotechnik
|
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INHALTSVERZEICHNIS
DANKSAGUNG
III
ZUSAMMENFASSUNG
V
ABSTRACT
VII
SYMBOLE
UND
ABKUERZUNGEN
XIII
1
EINFUEHRUNG
1
1.1
HINTERGRUND
UND
MOTIVATION
.
1
1.2
MESSPRINZIPIEN
VERSCHIEDENER
ULTRASCHALL-DICHTESENSOREN
.
3
1.2.1
DICHTESENSOR
MIT
REFERENZMATERIAL
.
3
1.2.2
DICHTESENSOR
MIT
PVDF-EMPFAENGER
.
4
1.2.3
DICHTEBESTIMMUNG
MITTELS
ANTI-REFLEXIONSVERFAHREN
.
5
1.2.4
DICHTEBESTIMMUNG
UEBER
REFLEXIONS
UND
SCHALLSCHWAECHUNGSEIGEN
SCHAFTEN
DER
FLUESSIGKEIT
.
6
1.2.5
DICHTESENSOR
MIT
NICHTRECHTWINKLIGER
REFLEXION
.
7
1.2.6
DICHTESENSOR
MIT
RUECKSEITIGEM
REFERENZPFAD
.
8
1.2.7
VORTEILE
DES
DICHTESENSORS
NACH
PUETTMER
ET
AL
.
10
1.3
SCHLUSSFOLGERUNGEN
FUER
DIE
VORLIEGENDE
ARBEIT
.
11
2
GRUNDLAGEN
13
2.1
GRUNDLAGEN
DER
AKUSTIK
.
13
2.1.1
SCHALLAUSBREITUNG,
SCHALLGESCHWINDIGKEIT
UND
AKUSTISCHE
IMPEDANZ
.
.
13
2.1.2
REFLEXION
UND
TRANSMISSION
.
14
2.1.3
GRENZFLAECHENEFFEKTE
.
15
2.1.4
AKUSTISCHE
EIGENSCHAFTEN
VERSCHIEDENER
MATERIALIEN
.
17
2.1.5
EINDIMENSIONALE
WANDLER
UND
SCHALLFELDMODELLIERUNG
.
17
2.2
GRUNDLAGEN
DER
DIGITALEN
SIGNALVERARBEITUNG
.
21
2.2.1
DIGITALE
FILTER
.
22
2.2.2
SIGNALREKONSTRUKTION
.
25
2.2.3
KORRELATION
.
28
X
INHALTSVERZEICHNIS
3
SENSORENTWURF
29
3.1
ENTWURF
VON
SENSOREN
MIT
REFERENZSIGNAL
.
29
3.1.1
MEHRDIMENSIONALES
SCHALLFELDMODELL
.
31
3.1.2
MODELLTEST
.
36
3.1.3
OPTIMIERUNGSERGEBNISSE
MIT
ZERODUR
.
39
3.1.4
OPTIMIERUNG
MIT
ANDEREN
MATERIALIEN
.
43
3.1.5
SIGNALFORM
UND
REFLEXIONSFAKTOR
.
45
3.1.6
EINFLUSS
VON
DAEMPFUNGSSCHICHTEN
.
48
3.2
ENTWURF
VON
SENSOREN
MIT
SCHRAEGER
SCHALLEINSTRAHLUNG
.
49
3.2.1
EMPFINDLICHKEITSSTEIGERUNG
.
49
3.2.2
BERECHNUNG
VON
AKUSTISCHER
IMPEDANZ
UND
DICHTE
BEI
SCHRAEGER
SCHALLEINSTRAHLUNG
.
51
3.2.3
EINFLUSS
DER
MESS
UND
KALIBRIERGROEFLEN
AUF
DIE
DICHTEBERECHNUNG
.
.
52
4
MATERIALCHARAKTERISIERUNG
55
4.1
CHEMISCHE
BESTAENDIGKEIT
.
55
4.2
TEMPERATURABHAENGIGE
AKUSTISCHE
MATERIALPARAMETER
.
57
4.2.1
BESTIMMUNG
DER
LONGITUDINALEN
SCHALLGESCHWINDIGKEIT
.
58
4.2.2
BESTIMMUNG
DER
SCHWAECHUNG
.
60
5
STOERQUELLEN
63
5.1
ABLAGERUNGEN
.
63
5.1.1
ANALYSE
VON
HOMOGENEN
ABLAGERUNGEN
.
63
5.1.2
MESSUNG
VON
HOMOGENEN
UND
INHOMOGENEN
SCHICHTEN
.
66
5.1.3
REDUZIERUNG
VON
ABLAGERUNGEN
.
68
5.2
GAS/FEST-FLUESSIG-GEMISCHE
.
70
5.2.1
ANALYSE
DES
GASBLASENEINFLUSSES
.
70
5.2.2
ANALYSE
DES
EINFLUSSES
VON
EMULSIONEN
UND
DISPERSIONEN
.
73
5.2.3
MESSUNG
DES
GASBLASENEINFLUSSES
.
75
5.2.4
MESSUNG
DES
FESTSTOFFEINFLUSSES
.
78
6
SIGNALVERARBEITUNG
BEIM
ULTRASCHALL-DICHTESENSOR
81
6.1
AMPLITUDENBESTIMMUNG
.
81
6.1.1
UNTERSUCHUNG
DER
VERSCHIEDENEN
INTERPOLATIONSVERFAHREN
.
81
6.1.2
OPTIMIERUNG
DES
RECHENAUFWANDES,
DER
DYNAMIK
DES
SENSORSIGNALS
ODER
DER
AUFLOESUNG
.
83
6.2
LAUFZEITBESTIMMUNG
.
84
6.3
ERHOEHUNG
DER
ADU-AUFLOESUNG
DURCH
KALIBRIERUNG
.
86
7
SENSORELEKTRONIK
89
7.1
ELEKTRONIKAUFBAU
.
89
7.2
IMPLEMENTIERUNG
VERSCHIEDENER
ALGORITHMEN
.
92
7.2.1
SIGNALINTERPOLATION
.
92
INHALTSVERZEICHNIS
XI
7.2.2
SIGNALPARAMETERBESTIMMUNG
.
92
7.2.3
DETEKTION
VON
STOERUNGEN
.
93
7.2.4
KALIBRIERUNG
VON
ELEKTRONIK
UND
SENSOR
.
94
7.3
MESSERGEBNISSE
.
95
7.3.1
KALIBRIERUNG
DES
AD-WANDLERS
.
95
7.3.2
AUFLOESUNG
DER
AMPLITUDENMESSUNG
.
96
7.4
KONZEPT
FUER
DIE
OPTIMIERUNG
DER
ELEKTRONIK
.
97
8
EXPERIMENTELLE
UNTERSUCHUNGEN
99
8.1
VERBINDUNGSTECHNIK
.
99
8.2
MESSUNGEN
IN
VERSCHIEDENEN
TEMPERATURBEREICHEN
.
101
8.2.1
TEMPERATURBEREICH
VON
0
C
BIS
100
C
.
101
8.2.1.1
KENNLINIENSTABILITAET
.
101
8.2.1.2
DICHTEMESSUNG
.
103
8.2.2
TBMPERATURBEREICH
VON
0
C
BIS
30
C
.
104
8.2.2.1
KENNLINIENSTABILITAET
.
104
8.2.2.2
DICHTEMESSUNG
.
104
8.3
MESSUNGEN
BEI
GESTOERTEN
UMGEBUNGSBEDINGUNGEN
.
106
8.3.1
SPRUNGHAFTE
AENDERUNG
DER
MEDIENTEMPERATUR
.
106
8.3.1.1
DYNAMISCHES
KENNLINIENVERHALTEN
.
106
8.3.1.2
DYNAMISCHER
FEHLER
DER
IMPEDANZMESSUNG
.
107
8.3.2
EINFLUSS
VON
ABLAGERUNGEN
.
109
8.3.3
GASBLASENEINFLUSS
.
110
8.3.4
FESTSTOFFEINFLUSS
.
111
8.4
MESSUNGEN
BEI
SCHRAEGER
SCHALLEINSTRAHLUNG
.
112
9
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
115
LITERATUR
119
A
ECHOSIGNALEINKOPPLUNG
FUER
EDELSTAHL
129
B
EIGENSCHAFTEN
DES
DSP
TMS320C6701
131
CURRICULUM
VITAE
135 |
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