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Projekt
Modulares 3D-Scanning-Laser-Doppler-Vibrometer (Erneuerung)
Fachliche Zuordnung
Systemtechnik
Förderung
Förderung seit 2026
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 584466286
Im Rahmen der erweiterten Antragsmöglichkeiten zur Geräteerneuerung soll ein vorhandenes Großgerät – ein modulares, automatisiertes 3D-Scanning Laser-Doppler-Vibrometer (LDV) für kleine bis mittelgroße Messobjekte – ertüchtigt und modernisiert werden. Die Ertüchtigung stellt die langfristige Nutzbarkeit des Geräts durch zielgerichtete Modernisierung veralteter Module sicher und vermeidet eine teure Neuanschaffung. Eine Neuanschaffung mit vergleichbarem Nutzen (Kombination von drei heterodynen 1D-Scanning-Vibrometer), führt zu ca. achtmal höheren Kosten und bietet dabei nicht denselben technischen Nutzen. Beim zu modernisierenden Gerät handelt es sich um einen robotergestützten 3D-Scanning-LDV, welcher durch die Verwendung von drei Helium-Neon (HeNe)-Laserköpfen die dreidimensionale Erfassung von Schwingungen ermöglicht, wobei die Fokussierung sowie die Einstellung des Kegelwinkels und Arbeitsabstands manuell erfolgen. Genutzt wird das Gerät von zwei Forschungsgruppen primär für Anwendungen im Bereich der Dynamik des physiologischen und pathologischen Hörens sowie damit verbundene grundlegende Fragestellungen im Bereich der Strukturdynamik und Systemidentifikation. Dabei werden Projekte aus der Implantologie von Hörhilfen und Hörimplantaten sowie der Hördiagnose auf Basis objektiver audiometrischer Daten bearbeitet. Zentraler Bestandteil dieser Projekte ist die Messung der Strukturschwingungen am Gehör bzw. an Ersatzmodellen und die Identifikation geeigneter dynamischer Modelle zu deren Repräsentation. Dabei zeigen sich zwei zentrale Limitierungen der bisherigen Konfiguration. Erstens sind die verwendeten HeNe-Laserköpfe (Wellenlänge 633 nm) auf stark streuenden Materialien, wie Biomaterialien oder Silikonen, nur begrenzt geeignet. Dies macht die Präparation der Messobjekte mit retroreflektiver Folie oder Glaskügelchen nötig, wodurch die Messungen verfälscht werden können und die Messgenauigkeit leidet. Zweitens sind viele der Messobjekte sehr klein und weisen schwer zugängliche Messstellen auf, die mit dem bisherigen Aufbau nicht oder nur unter großem Aufwand angefahren werden können. Die Limitierungen werden durch die Modernisierung gezielt behoben, indem die HeNe-Laserköpfe durch fasergebundene Infrarot(IR)-Laserköpfe ersetzt werden und der mechanische Aufbau durch einen automatisierten mechano-optische Aufbau ersetzt wird. Die IR-Laserköpfe (Wellenlänge 1550 nm) ermöglichen eine bis zu zehnfach gesteigerte Signalinten-sität. Zudem erhöht sich die Eindringtiefe und verringert sich die Absorption insbesondere auf Biomaterialien und Kunststoffen. Dies ermöglicht bei den meisten Messobjekten eine Mes-sung ohne vorherige Präparation. Der neue mechano-optische Aufbau ermöglicht die automatisierte Fokussierung des Messpunkts sowie Verstellung von Arbeitsabstand und Kegelwinkel. Gemeinsam mit dem reduzierten Bauraum durch kleine, fasergebundene Laserquellen wird die Erreichbarkeit schwer zugänglicher Messstellen erheblich verbessert.
DFG-Verfahren
Forschungsgroßgeräte
Großgeräte
Modulares 3D-Scanning-Laser-Doppler-Vibrometer (Erneuerung)
Gerätegruppe
5750 Spezielle Laser-Mess-Systeme (z.B. Laser-Doppler-Vibrometer)
Antragstellende Institution
Hochschule Reutlingen
