Geluid meten met nanoluchtbel
Ultrasoon geluid meten met behulp van water, lucht, licht en
nanotechnologie en dat meer dan honderd keer nauwkeuriger dan met
bestaande sensoren. Het is binnenkort mogelijk met een nieuw principe
voor een ultrageluidsensor, ontwikkeld door Helmut Rathgen van de
Universiteit Twente. De nieuwe geluidsensor maakt nauwkeurige
echoscopie met een klein mobiel apparaat mogelijk en kan worden
gebruikt om de sonarapparatuur van schepen te verbeteren. Rathgen
promoveert op 3 december aan de faculteit Technische
Natuurwetenschappen.
De sensor die Helmut Rathgen ontwierp, bestaat uit een glasvezel
waarin een gaatje van enkele honderden nanometers is geboord; vele
malen dunner dan een haar. De vezel wordt in een waterdruppel
geplaatst, waardoor in de holte een minuscuul luchtbelletje ontstaat.
Het grensvlak tussen dit luchtbelletje en het water werkt als een
membraan dat gaat trillen onder invloed van ultrasoon geluid. Door te
meten hoezeer het grensvlak trilt, kan de intensiteit van het geluid
worden bepaald.
De mate van trilling van het grensvlak wordt gemeten met behulp van
een lichtstraal die door de glasvezel wordt geleid. Een deel van het
licht weerkaatst tegen het grensvlak. Als het grensvlak gaat trillen,
kan men aan de hand van de verandering in de weerkaatsing van het
licht, de intensiteit van het ultrasone geluid bepalen.
Mobiele echoscopie
De nieuwe sensor is meer dan honderd keer nauwkeuriger dan bestaande
sensoren voor ultrasoon geluid en kent vele toepassingsmogelijkheden.
Zo kan de sensor bijvoorbeeld worden toegepast in schepen die, net als
vleermuizen, gebruik maken van ultrasoon geluid om hun omgeving in
kaart te brengen. Ook kan de sensor voordelen bieden bij de medische
echoscopie, onder andere gebruikt om de groei van ongeboren kinderen
in de baarmoeder te volgen. Doordat de sensor veel nauwkeuriger meet,
hoeft er nog maar een heel zwak signaal door het lichaam te worden
gestuurd. Dit brengt bijvoorbeeld echoscopie met een klein mobiel
apparaat dat op batterijen werkt in zicht.
Innovation Award
De promovendus kreeg onlangs op 19 november de NanoNed Innovation
Award uitgereikt voor zijn vinding. Deze prijs moet jonge onderzoekers
aanmoedigen om hun wetenschappelijke werk te vertalen naar een
businessidee dat een aantoonbare marktbehoefte vervult.
De Universiteit Twente heeft een octrooi op de vinding aangevraagd en
gaat het ontwikkelde principe samen met een bedrijf uit de regio
doorontwikkelen tot een kant-en-klaar product.
Bij de ultrageluidsensor fungeert het grensvlak tussen water en lucht
als een membraan. De trillingen van dit membraan worden gemeten met
behulp van licht
Bij de ultrageluidsensor fungeert het grensvlak tussen water en lucht
als een membraan. De trillingen van dit membraan worden gemeten met
behulp van licht.
Universiteit Twente