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2019-01-17T11:57:48Z

Auslassungspunkte

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Als '''Luftschallwandler''' werden [[Lautsprecher]] bezeichnet, die [[elektrische Leistung]] in [[Ultraschall]] in [[Luft]] und [[Gas]]en wandeln und umgekehrt (→ [[Reziprozität]]).

Da Gase eine sehr geringe [[Dichte]] haben, kann [[Schallenergie]] effizient nur über eine gute Ankopplung an das Medium erzeugt werden. Daher weisen Ultraschallwandler gegenüber anderen Lautsprechern einige Besonderheiten auf, um effizient Ultraschall bzw. Luft-Ultraschall zu erzeugen. Meist werden [[Schwingungsmembran|Membran]]en verwendet.

Es gibt mehrere Methoden:

1. Prinzip [[Elektrostatischer Lautsprecher]]:
:Eine dünne, metallbeschichtete [[Kunststoff]]membran, die als eine von zwei [[Kondensator (Elektrotechnik)|Kondensator]]-Elektrode gegen ein Gitter als zweite Elektrode arbeitet. Durch Anlegen einer hohen Gleichspannung, die mit einer [[Wechselspannung]] überlagert ist, entsteht zwischen den beiden Elektroden eine wechselnde elektrostatische Anziehung, welche die Membran in Schwingungen versetzt.
:''Nachteil:'' Es sind hohe elektrische Spannungen erforderlich und der Wandler ist empfindlich gegen Umgebungseinflüsse (Feuchtigkeit, Nässe, …).

2. Prinzip [[Ferroelektrischer Lautsprecher]]:
*[[PVDF]]-Folien haben [[Piezoelektrizität|piezoelektrische Eigenschaften]] und können durch eine Wechselspannung an aufgebrachten Elektroden in Schwingungen versetzt werden.
:''Nachteil:'' geringe Empfindlichkeit als Empfänger.
*Piezofon: Biegeschwinger aus einer dünnen Metallmembran und einer aufgeklebten [[Piezokeramik]]-Scheibe. Dieser Aufbau wird z. B. bei Parkhilfen in PKW eingesetzt.
:''Nachteil:'' Die Frequenzbandbreite dieses Wandlers ist sehr gering. Sie beträgt nur wenige Prozent (−6-dB-Bandbreite etwa 3…5%)
*Kombination verschiedener Schwingungsmodi (Biegeschwinger und Dickenschwinger), wobei die Membran gleichzeitig als Anpassschicht ausgeführt ist (Viertelwellenlängen-Anpassschicht: Die Dicke der Membran entspricht dem Viertel der Schallwellenlänge im Membranmaterial). Dadurch entsteht konstruktive [[Interferenz (Physik)|Interferenz]]. Das Membranmaterial muss dafür eine sehr niedrige akustische [[Impedanz]] aufweisen, um effektiv Schallenergie in das Gas übertragen zu können, d. h. die Dichte und die Longitudinal-Schallgeschwindigkeit müssen sehr gering sein. Dies wird z. B. mit Composite-Materialien aus einer [[Epoxid]]-Matrix mit eingebetteten Glashohlkugeln erreicht.

[[Kategorie:Schallwandler]]

Luftschallwandler - Versionsgeschichte

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