TY - CONF A1 - Harrer, Andrea A1 - Prager, Jens A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Guderian, Matthias A1 - Meyer-Plath, Asmus T1 - Erzeugung von Luftultraschall mit mikro- und nanostrukturierten Kohlenstoffmaterialien unter Ausnutzung des thermoakustischen Prinzips N2 - In diesem Beitrag wird ein neuartiger Ansatz zur Erzeugung von Luftultraschall vorgestellt, der auf dem thermoakustischen Prinzip beruht. Mikro- und nanostrukturierte Kohlenstoffmaterialien werden dabei mit einem harmonischen Wechselstrom gespeist und erfahren durch ohmsche Verluste eine Temperaturänderung, die sich auf das umgebende Fluid überträgt. Daraus resultieren Druckmodulationen, und es wird eine ausbreitungsfähige Schallwelle erzeugt. Dabei tritt Frequenzverdopplung gegenüber der Anregungsfrequenz auf. Es konnte gezeigt werden, dass der entscheidende Parameter für die Effizienz der Methode, d.h. für ein möglichst großes Verhältnis von Schalldruck zu eingebrachter Leistung, die Wärmekapazität pro Flächeneinheit ist. Da dieser Quotient für Kohlenstoffmaterialien sehr klein sein kann, erlaubt das thermoakustische Prinzip hier die effiziente Erzeugung von Luftultraschall. Schalldruckmessungen an verschiedenen Materialproben wurden bis 100 kHz mit einem Mikrofon durchgeführt, oberhalb von 100 kHz wurde eine laservibrometrische Schnellemessung eingesetzt. In experimentellen Untersuchungen wurde die Schallerzeugung in Abhängigkeit der Materialeigenschaften analysiert und systematisiert. Die experimentellen Ergebnisse wurden mit numerischen und analytischen Berechnungsergebnissen verglichen. T2 - DAGA 2011 - 37. Jahrestagung für Akustik - Fortschritte der Akustik CY - Düsseldorf, Germany DA - 21.03.2011 KW - Thermoakustisches Prinzip KW - Luftultraschall KW - Kohelnstoffmaterialien PY - 2011 SN - 978-3-939296-02-7 SP - 339 EP - 340 AN - OPUS4-25328 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Daschewski, Maxim A1 - Harrer, Andrea A1 - Prager, Jens A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Guderian, Matthias A1 - Meyer-Plath, Asmus ED - Linde, B. B. J. ED - Paczkowski, J. ED - Ponikwicki, N. T1 - Carbon nanomaterials as broadband airborne ultrasound transducer N2 - A method has been developed for the generation of airborne ultrasound using the thermoacoustic principle applied to carbon materials at the micro- and nanoscale. Such materials are shown to be capable to emitting the ultrasound. We tested the acoustic performance of electrospun polyacrylonitrile-derived carbon nanofibers tissues and determined the sound pressure for frequencies up to 350 kHz. The experimental results are compared to analytic calculations. T2 - International congress on ultrasonics CY - Gdansk, Poland DA - 2011-09-05 KW - Thermoacoustic KW - Airborne ultrasound transducer KW - Sound pressure PY - 2012 SN - 978-0-7354-1019-0 DO - https://doi.org/10.1063/1.3703262 SN - 0094-243X N1 - Serientitel: AIP conference proceedings – Series title: AIP conference proceedings IS - 1433 SP - 624 EP - 627 PB - American Institute of Physics CY - Melville, NY AN - OPUS4-26788 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Daschewski, Maxim A1 - Harrer, Andrea A1 - Prager, Jens A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Beck, Uwe A1 - Lange, Thorid A1 - Weise, Matthias T1 - Metallic nanofilm as resonance-free airborne ultrasound emitter N2 - A novel approach for the generation of broadband airborne ultrasound by using the thermo-acoustic effect is presented in this contribution. We investigate the applicability of resonance-free thermo-acoustic emitters for generation of very short high pressure airborne ultrasound pulses. A thermoacoustic emitter consisting of a 30 nm thin metallic film on a usual soda-lime glass substrate generates sound pressure values of more than 140 dB at 60 mm distance. The results are compared with conventional piezoelectric airborne ultrasound transducers. Our investigations show the applicability of the thermo-acoustic devices for broadband and high pressure ultrasound emitters using pulse excitation. T2 - 2012 IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS) CY - Dresden, Germany DA - 2012-10-07 KW - Thermo-acoustic KW - Broadband airborne ultrasound KW - Resonance-free ultrasound transducer KW - High pressure airborne ultrasound KW - Sound particle velocity measurement PY - 2012 SN - 978-1-4673-4562-0 DO - https://doi.org/10.1109/ULTSYM.2012.0241 SN - 1948-5719 SP - 965 EP - 967 AN - OPUS4-29152 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Daschewski, Maxim A1 - Harrer, Andrea A1 - Prager, Jens A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Beck, Uwe A1 - Lange, Thorid A1 - Weise, Matthias T1 - A resonance-free nano-film airborne ultrasound emitter N2 - In this contribution we present a novel thermo-acoustic approach for the generation of broad band airborne ultrasound and investigate the applicability of resonance-free thermo-acoustic emitters for very short high pressure airborne ultrasound pulses. We report on measurements of thermo-acoustic emitter consisting of a 30 nm thin metallic film on a usual soda-lime glass substrate, generating sound pressure values of more than 140 dB at 60 mm distance from the transducer and compare the results with conventional piezoelectric airborne ultrasound transducers. Our experimental investigations show that such thermo-acoustic devices can be used as broad band emitters using pulse excitation. T2 - 39th Annual review of progress in quantitative nondestructive evaluation CY - Denver, Colorado, USA DA - 15.07.2012 KW - Thermo-acoustic KW - Broad band airborne ultrasound KW - High pressure airborne ultrasound KW - Resonance free ultrasound transducer KW - Broad band ultrasonic emitter KW - Measurement sound particle velocity PY - 2013 SN - 978-0-7354-1129-6 DO - https://doi.org/10.1063/1.4789225 SN - 0094-243X SN - 1551-7616 N1 - Serientitel: AIP conference proceedings – Series title: AIP conference proceedings VL - 1511 SP - 1541 EP - 1546 AN - OPUS4-27790 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - 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 -