Gesellschaft zur Förderung von Medizin-,
Bio- und Umwelttechnologien e. V.

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Mechanische Schwingungen im Frequenzbereich zwischen 20 kHz und 1.6 GHz werden als Ultraschall bezeichnet.

Ultraschallschwingungen werden mit Piezoelementen erzeugt, die mit einer Wechselspannung angeregt werden. Die erzeugten Schwingungsmoden sind abhängig von der Geometrie und der Anregungsfrequenz des Piezoelementen Elementes (Bild 1)

Bei Ultraschallschwingern (Transducer) sind die Piezoelemente in passive Materialien eingebettet. In Abhänigigkeit der Bauform existieren verschiedenste Abstrahlcharakteristiken (Bild 2)

Die GMBU e.V. beschäftigt sich seit Jahren mit dem Einsatz von Ultraschallschall in der Chemie- und Prozesstechnik. Die Aktivitäten reichen von der Entwicklung ultraschallgeschützter Prozessensorik bis hin zum Einsatz Leistungsultraschall unter Nutzung der akustischen Kavitation.

Forschungsschwerpunkte
  • Modellbildung und Simulation für Piezoaktoren, Transducer und der Schallausbreitung in passiven Materialien
  • Modenanalysen in Schwingelementen und Schwingsystemen (Bild 3)
  • Entwicklung von Ultrasschall basierten Sensorkonzepten
  • Untersuchung von Kavitationsprozessen in Fluiden
  • Applikationsentwicklungen für den Einsatz von Leistungsschall in Chemie- und Bioprozessen
Leistungsspektrum
  • Simulation von Schallfeldern mit FEM (COMSOL Multiphyics)
  • Elektrische Charakterisierung von Transducern im Bereich Hz-GHz (Impedanzanalyse) (Bild 4)
  • Entwurf von HF-Schaltungen zur Leistungsanpassung in Schallwandlern