TY - JOUR A1 - Daschewski, Maxim A1 - Boehm, Rainer A1 - Prager, Jens A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Harrer, Andrea T1 - Physics of thermo-acoustic sound generation N2 - We present a generalized analytical model of thermo-acoustic sound generation based on the analysis of thermally induced energy density fluctuations and their propagation into the adjacent matter. The model provides exact analytical prediction of the sound pressure generated in fluids and solids; consequently, it can be applied to arbitrary thermal power sources such as thermophones, plasma firings, laser beams, and chemical reactions. Unlike existing approaches, our description also includes acoustic near-field effects and sound-field attenuation. Analytical results are compared with measurements of sound pressures generated by thermo-acoustic transducers in air for frequencies up to 1 MHz. The tested transducers consist of titanium and indium tin oxide coatings on quartz glass and polycarbonate substrates. The model reveals that thermo-acoustic efficiency increases linearly with the supplied thermal power and quadratically with thermal excitation frequency. Comparison of the efficiency of our thermo-acoustic transducers with those of piezoelectric-based airborne ultrasound transducers using impulse excitation showed comparable sound pressure values. The present results show that thermo-acoustic transducers can be applied as broadband, non-resonant, high-performance ultrasound sources. KW - Thermophone KW - Ionophone KW - Thermo-acoustic effect KW - Non resonant ultrasound source PY - 2013 DO - https://doi.org/10.1063/1.4821121 SN - 0021-8979 SN - 1089-7550 VL - 114 SP - 114903-1 - 114903-12 PB - American Institute of Physics CY - Melville, NY AN - OPUS4-29278 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maierhofer, Christiane A1 - Harrer, Andrea A1 - Nies, Daniel A1 - Pulz, Robert A1 - Röllig, Mathias A1 - Rehmer, Birgit T1 - Untersuchung von Transport- und Schädigungsprozessen in Keramiken und mineralischen Baustoffen mit lokal und global angeregter aktiver Thermografie N2 - In diesem Beitrag wird die Entwicklung eines aktiven Thermografieverfahrens zur zeit- und ortsaufgelösten in-situ und Echtzeit-Visualisierung von Transport- und Schädigungsprozessen für Anwendungen in Industrie und Umwelt vorgestellt. Das Verfahren ermöglicht unter Verwendung verschiedener thermischer Anregungsquellen u.a. die Bestimmung der thermischen Materialeigenschaften von Keramiken und trockenen und feuchten mineralischen Baustoffen. Schädigungsprozesse in Keramiken können in-situ visualisiert werden. Weiterhin werden Messergebnisse vorgestellt, die während des kapillaren Feuchtetransports in Naturstein erfasst wurden und diesen abbilden können. T2 - Sensoren und Messsysteme 2010 - 15. ITG/GMA-Fachtagung CY - Nürnberg, Deutschland DA - 2010-05-18 PY - 2010 SN - 978-3-8007-3260-9 IS - Paper 116 SP - 658 EP - 663 PB - VDE Verlag GmbH CY - Berlin, Offenbach AN - OPUS4-21949 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Harrer, Andrea T1 - Laser Induced Active Thermography for the Visualization of Transport Processes in Building Materials T2 - 5th International Workshop Non-Destructiv Testing in Progress, Meeting of Non-Destructive Testing experts CY - Prague, Czech Republic DA - 2009-10-12 PY - 2009 AN - OPUS4-20056 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Harrer, Andrea T1 - Visualisation of Transport Processes in Building Materials by Laser Induced Active Thermography T2 - 10th European Conference on non-destructive testing CY - Moscow, Russia DA - 2010-06-07 PY - 2010 AN - OPUS4-21645 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Harrer, Andrea T1 - Untersuchung von Transport- und Schädigungsprozessen mittels likal angeregter aktiver Thermografie T2 - DGZfP-Jahrestagung 2010 CY - Erfurt, Germany DA - 2010-05-10 PY - 2010 AN - OPUS4-21636 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Harrer, Andrea A1 - Nies, Daniel A1 - Pulz, Robert A1 - Kervalishvili, Guram N. A1 - Rehmer, Birgit A1 - Stephan, Ina A1 - Maierhofer, Christiane T1 - Untersuchung von Transport- und Schädigungsprozessen mittels lokal angeregter aktiver Thermografie N2 - Als schnelles und berührungsfreies Messverfahren kann die aktive Thermografie auch in-situ eingesetzt werden, d.h. während sich Materialeigenschaften aufgrund direkter oder indirekter Einflüsse ändern. In diesem Beitrag stellen wir die Methode der aktiven Thermografie mittels lokaler Laseranregung und deren Anwendung auf unterschiedliche Materialien wie Holz, Sandstein und Keramiken vor. Mit der im Folgenden beschriebenen Methode wurden der Einfluss von Holzschutzmitteln auf die thermischen Eigenschaften von Holz, Feuchtetransportprozesse in Naturstein sowie die thermischen Eigenschaften von Siliziumcarbid unterschiedlicher Dicke und von Hochtemperaturkeramiken nach zunehmender thermischer Belastung in-situ untersucht. Experimentelle Ergebnisse werden u. a. im Vergleich mit numerischen Simulationen vorgestellt. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2010 CY - Erfurt, Deutschland DA - 2010-05-10 PY - 2010 SN - 978-3-940283-26-9 IS - DGZfP-BB 122 (P36) SP - 1 EP - 9 CY - Berlin AN - OPUS4-21888 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Harrer, Andrea T1 - Belastbarkeit von Prüfverfahren N2 - Vortrag im Rahmen eines VDE-Infotages zu Haushaltsgeräten: Präsentation der Auswertung von Ringversuchsdaten zum Test von Prüfverfahren für das Energielabel von Haushaltsgeräten T2 - VDE-Infotag zu Haushaltsgeräten CY - Offenbach, Germany DA - 05.11.2019 KW - Ringversuch KW - Energielabel KW - Haushaltsgeräte PY - 2019 AN - OPUS4-49544 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Harrer, Andrea A1 - Daschewski, Maxim A1 - Prager, Jens A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Guderian, Matthias A1 - Meyer-Plath, Asmus T1 - Thermoacoustic generation of airborne ultrasound using carbon materials at the micro- and nanoscale N2 - The generation of airborne ultrasound is presented using the thermoacoustic principle applied to carbon materials at the micro- and nanoscale. Such materials are shown to be capable of emitting ultrasound when being fed by an alternating current. We tested the acoustic performance of carbon fibers, bucky papers and electrospun polyacrylonitrile-derived carbon nanofibers and determined the sound pressure for frequencies up to 350 kHz. A comparison between the experimental results and the theoretical prediction showed remarkable agreement for frequencies up to 150 kHz. Beyond 150 kHz, we found slight deviations from the expected sound pressure dependence on the square root of the frequency. KW - Thermoacoustic KW - Airborne ultrasound transducer KW - Sound pressure PY - 2012 DO - https://doi.org/10.3233/JAE-2012-1440 SN - 1383-5416 SN - 0925-2096 VL - 39 IS - 1-4 SP - 35 EP - 41 PB - IOS Press CY - Amsterdam, The Netherlands AN - OPUS4-26737 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -