System zur Online-Messung von ultraschallinduzierter Kavitation in Leichtmetallschmelzen

  • Robert Fröschl (Author)
  • Helmut Zemann (Author)
  • Michael Kettner (Author)

Activity: Talk or presentation / LecturePresentation at a scientific conference / workshop

Description

Die Ultraschallbehandlung von Schmelzen zur Reinigung, Entgasung bzw. Kornfeinung ist ein in der Literatur beschriebenes Verfahren. Allerdings fehlte bis dato ein System zur Prozessüberwachung bzw. effizienten Prozessführung, insbesondere zur direkten Beobachtung des Kavitationseinsatzes, der Schallausbreitung und der möglichen Ausbildung eines ausbreitungshemmenden Vakuolenschirmes. Das Schallfeld in der Schmelze wird vom Signal des US-Generators dominiert, enthält aber auch Beiträge aus den mechanischen Resonanzen der Systemkomponenten und anderer möglicher Störquellen. Die Intensität der Geräusche kollabierender Vakuolen ist bei einsetzender Kavitation um Größenordnungen geringer, in direkter oszillographischer Beobachtung nicht mit ausreichender Sicherheit nachweisbar und von den Störungen zu trennen. In diesem Artikel wird ein System zur steuerbaren Einleitung von Ultraschall höherer Leistung und zur Online-Messung der ultraschallinduzierten Kavitation und Rückführung der Analyseergebnisse in die Steuerung beschrieben. Dabei wird die spektrale Amplitudenverteilung des aufgenommenen Ultraschallsignals zur Analyse herangezogen. In der Spektralverteilung sind der Primärschall und seine Oberwellen, die Störungen und die eigentlichen Kavitationsgeräusche deutlich zu identifizieren. Damit kann sowohl die Beschallung in ihrem zeitlichen Ablauf und der eingetragenen Energie gesteuert und den Prozesserfordernissen angepasst als auch das zeitliche Verhalten der Resonanzfrequenz des Gesamtschwingsystems und auch das Auftreten von Resonanzschwingungen, die Systemkomponenten gefährden, beobachtet werden.
Period17 Oct 200618 Oct 2006
Event title4. Ranshofener Leichtmetalltage
Event typeOther
Degree of RecognitionInternational

Research Field

  • Not defined

Keywords

  • Analyseergebnisse
  • Prozessüberwachung
  • Ultraschallbehandlung