Vergleich zwischen der Schlierenmethode nach Toepler und der Hintergrundschlierenmethode zur Bestimmung akustischer Grössen eines Ultraschallwandlers

Es gibt unterschiedliche Methoden, um räumliche Schallwechseldruckverteilungen in Flüssigkeiten zu erfassen. Viele dieser Verfahren haben zwei Nachteile. Sie sind zum einen invasiv, beeinflussen somit die sich ausbreitende Ultraschallwelle, und zum anderen sehr zeitaufwendig. Die Visualisierung von Ultraschallfeldern mittels Schlierenmethode ist eine schnelle und einfache Methode, um zweidimensionale Schallfelder nichtinvasiv zu analysieren. Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass man unmittelbar resultierende Veränderungen im Schallfeld zum Beispiel bei Frequenzänderung, Sensorausrichtung… beobachten kann. In diesem Beitrag werden zwei dieser Verfahren vorgestellt. Die modifizierte Schlierenmethode nach Toepler, das im Weiteren als modifizierte Schlierenmethode bezeichnet wird, und die Hintergrund-schlierenmethode, das sich bisher hauptsächlich zur Strömungsvisualisierung etabliert hat [1]. Im ersten Teil werden beide Messverfahren erläutert, die realisierten Messaufbauten sowie Einsatzmöglichkeiten für die Schallfeldcharakterisierung kurz vorgestellt. Im zweiten Teil werden beide Verfahren verglichen und die Vor- und Nachteile bezüglich ausgewählter Messaufgaben bewertet.