Schall

Im Fachbereich "Schall" der PTB besteht die Möglichkeit der Durchführung von Studien- und Diplomarbeiten für Studentinnen und Studenten der Bereiche angewandte Physik, Physiktechnik, Maschinenbau, Elektrotechnik und Medizintechnik.
Die unten aufgeführten Themen gliedern sich in die Arbeitsgebiete und Aufgaben des Fachbereichs ein und ermöglichen und erfordern eine selbständige Bearbeitung einer Teilaufgabe im aktuellen Forschungsgebiet.

Die Übertragungskoeffizienten von für Präzisions-Messzwecke verwendeten Mikrofonen hängen von den Umgebungsbedingungen, insbesondere vom statischen Druck und von der Temperatur, ab. Bei der Kalibrierung von Messmikrofonen werden deshalb die Übertragungskoeffizienten auf Bezugs-Umgebungsbedingungen umgerechnet angegeben. Für neuere Mikrofontypen sollen diese Umrechnungskoeffizienten experimentell bestimmt werden. Kontakt

In kommerziell erhältlichen Audiometern werden oft Abtastraten für die digital erzeugten Testsignale verwendet, die den Frequenzbereich und das zeitliche Einschwingverhalten einschränken. Außerdem ist ggf. der Verstärker für den Hörer frequenzbandbegrenzt. In Hörversuchen soll untersucht werden, wie dies die Hörschwellen und den Lautheitsanstieg beeinflusst. Kontakt

Moderne Kurzzeitsignale (Chirps) für die objektive Hörprüfung erzeugen eine größere objektive physiologische Reaktion (Gehirnpotentiale, OAE-Amplituden) als herkömmliche (Klicks), auch wenn erstere mit demselben Hörpegel dargeboten werden wie letztere. Es ist in Hörversuchen zu prüfen, inwiefern die größere Wirkung der Chirps auf einer größeren Lautheit bei gleichem Hörpegel beruht.

Arbeit 1: Prüfung für das Signalpaar "Bezugs-Impuls 100 µs" und "Chirp"

Arbeit 2: Prüfung für andere Signalpaare, die dafür gesondert mit paarweise identischem Amplitudenspektrum hergestellt werden sollen

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Die Hörschwellen verschiedener älterer (Klicks) und neu entwickelter (Chirps) audiometrischer Kurzzeitsignale sind im Wesentlichen gleich, sofern ihr Amplitudenspektrum identisch ist, und sich nur ihr Nullphasenwinkelspektrum unterscheidet. Dies wurde allerdings bislang nur an einigen ausgewählten Klicks (z. B. "Bezugs-Impuls 100 µs" und "Chirp") erprobt. Es sollen weitere Signale mit paarweise identischem Amplitudenspektrum hergestellt und in Hörversuchen auf die Eigenschaft der paarweisen Hörschwellengleichheit geprüft werden. Kontakt

Der Arbeitsbereich befasst sich vor allem mit der Vermessung von Ultraschallfeldern, wie sie von medizinischen und technischen Ultraschallgeräten emittiert werden, vor dem Hintergrund der Sicherheit für Patienten und der Qualitätssicherung. Grundlegende metrologische Aufgaben in diesem Zusammenhang sind die Kalibrierung von Messsensoren, die Entwicklung von neuen Messverfahren und Sensoren und die Durchführung von Prüfmessungen im Kundenauftrag. Kontakt

Zur Messung und Beschreibung der Reinigungswirkung von Ultraschallbädern werden in der Praxis verschiedene Verfahren eingesetzt. Die Bestimmung des Masseabtrages an Probekörpern zählt zu den aussagekräftigsten Verfahren - ist aber auch sehr aufwändig und schwer handhabbar. Mit Hilfe einer neuen Sensortechnik, die speziell beschichtete Quarzplättchen als Probekörper nutzt, können on-line direkte Werte bestimmt werden. Dafür muss ein neues Auswerteverfahren entwickelt werden, dass einen breiteren Wertebereich als bisher verarbeiten kann. Es beruht auf einer breitbandigen Frequenzabtastung, die kleinste Impedanzänderungen messen kann. Kontakt

Die Bestimmung der akustischen Materialeigenschaften ist eine immer wieder­kehrende Messaufgabe, die insbesondere bei der Materialauswahl zur Herstellung von Schallabsorbern und gewebeähnlichen Phantomen notwendig wird. Die schnelle, zuverlässige und reproduzierbare Messung der akustischen Impedanz, der Schall­geschwindigkeit, des Reflexions- und Transmissionsfaktor sowie der frequenz­abhängigen Dämpfung an einem weitgehend automatisierten Messplatz unterstützt dabei laufende Forschungsaufgaben und die Bearbeitung von Kundenaufträgen. Im Rahmen des Themas soll ein computergestützter Messaufbau realisiert und erprobt werden, der die geforderten Parameter an Probekörpern (und -flüssigkeiten) innerhalb des diagnostisch relevanten Frequenzbereichs von 1 MHz bis 15 MHz bestimmt. Im Rahmen des Themas sollen weiterhin spezielle Materialien (Absorber, gewebeähnliche Materialien) realisiert werden, deren Eigenschaften dann mit dem neuen Messaufbau bestimmt werden. Kontakt

Die von einem Ultraschallwandler im Zeitmittel insgesamt abgestrahlte akustische Leistung ist eine wesentliche und sicherheitsrelevante Kenngröße, deren Angabe im Fall medizinischer Ultraschallgeräte von diversen Normen gefordert wird. Die Messmethode der Wahl ist dabei die Schallstrahlungskraftmethode.  Der an der PTB dazu vorhandene Messplatz bedarf einer Erneuerung. Hard- und Software dafür sind bereits größtenteils vorhanden. Die Aufgaben umfassen daher vor allem die Anpassung der Delphi-Software an aktuelle Bedürfnisse und eine anschließende Validierung des neuen Messplatzes durch Vergleichsmessungen mit dem vorhandenen Messplatz. Kontakt

Im Rahmen von Geräteprüfungen soll der PC automatisiert Messwerte von einem Display ablesen und weiter verarbeiten. Wichtig ist dabei insbesondere die Zuverlässigkeit des Ablesens. Die Grundidee besteht im Abfotografieren der Messwertanzeige, der Bildanalyse zum Auswählen des korrekten Bildausschnitts und in der OCR-Erkennung des Messwertes. 

Die Arbeit umfasst:

die Zusammenstellung geeigneter Hardware- und Softwarekomponenten
die Untersuchung der Machbarkeit und Zuverlässigkeit des Ablesemechanismus
die Erstellung eines in der Prüfpraxis einfach anzuwendenden Aufbaus und einer zugehörigen Softwarekomponente (VB.NET, Python, andere…)

Die Bearbeitung ist zum Beispiel möglich als Studienarbeit, Praktikum, Bachelorarbeit, Werksstudent.

Das Thema passt? Oder passt fast? Oder Sie sind einfach nur interessiert und würden gerne mehr darüber wissen? Dann kontaktieren Sie uns!

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