Akustische Reflexionsholographie

Ziele

Im Gegensatz zur heute vielfach zum Zwecke der Schallquellencharakterisierung bzw. lokalisierung von schallabstrahlenden Objekten eingesetzten akustischen Nahfeld-Holographie soll durch Anwendung des aus der Optik entlehnten Ansatzes der klassischen Reflexionsholographie die Konturerfassung von passiven, also beschallten Objekten durch Auswerten der in einem Hologramm gespeicherten Amplituden- und Phasenverteilungen erreicht werden.

Lösungsansätze

Die Holographie ist ein zweistufiger Prozess, bei dem es zunächst in einem ersten Schritt der Aufzeichnung des Hologramms in einer Abtastebene bedarf, in einem zweiten Schritt erfolgt dann die Rekonstruktion des eigentlichen Objektbildes. Bei der akustischen Reflexionsholographie erfolgt die Bildrekonstruktion numerisch durch Anwendung auf der skalaren Beugungstheorie basierender Algorithmen. Bei der mathematischen Formulierung des Rekonstruktionsvorganges kann auf das Huygenssche Elementarwellenprinzip zurückgegriffen werden. Für die Rekonstruktion wird angenommen, dass von den Messpunkten in der Hologrammebene entsprechend der dort aufgezeichneten Amplituden- und Phasenlage angeregte Kugelwellen ausgehen, sich im Übertragungsmedium ausbreiten und nur an den Stellen, an denen sich bei der Aufzeichnung des Hologramms ein Objekt befand, zu einer konstruktiven Interferenz führen. An diesen Orten kommt es dann im Vergleich zu Orten ohne Objektpräsenz zu hohen Amplitudenwerten.

Ergebnisse

In einem ersten Schritt wurden zunächst Hologramme synthetisiert, die sich durch Überlagerung von in einem bestimmten Muster in einer Quellenebene angeordneten monofrequenten Punktschallquellen ergaben. Dies ist notwendig, um die Güte unterschiedlicher Rekonstruktionsalgorithmen ohne den Einfluss von bei realen Messungen auftretenden Störgrößen zu untersuchen. Ein Beispiel eines synthetisierten Hologramms zeigt folgende Abbildung. Das aus dem synthetisierten Hologramm rekonstruierte Bild des Objektes – hier eine Punktquellenanordnung in der Ursprungsebene – zeigt nachfolgende Abbildung.

Kontakt

Dipl.-Ing. Hendrik Fischer
Tel.: (0531) 391-7037
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