Labor-Experimente (1)

Laboruntersuchung von kometar-analogem Material

	Abb. 1: Untersuchung der Schallgeschwindigkeiten in gesintertem kometar-analogem Material (CAM; poröses Eis). An der Oberfläche befestigte Sensoren (piezo-elektrische Beschleunigungsaufnehmer, Akzelerometer) registrieren die Ankunftszeiten der akustischen Wellen, die auf der Rückseite des Eiskörpers erzeugt werden. (Durchgeführt im Kaltlabor des Instituts für Raumsimulation der DLR, Köln)
	Abb. 2: Der verwendete Signal-Analyzer mit einem typischen Signal. Aus der Ankunftszeit der Signale und der Entfernung des jeweiligen Akzelerometers kann die Schallgeschwindigkeit ermittelt werden. Man sieht, daß auch in porösem, 'kometar-analogem' Material Schallausbreitung messbar ist. Aus den Schallgeschwindigkeiten lassen sich weitere Konstanten (z.B. Elastizitätsmodul E und Poisson-Zahl v) des Materials bestimmen.
	Abb. 3: Bildschirmkopie eines Signals in porösem Eis. Die Ankunftszeit der sog. P (Druck-)Welle ist leicht festzustellen. Die S (Scher-)welle hingegen, die später als die P-Welle eintrifft, ist schwer zu erkennen, da sie von der dieser überlagert wird (obere Kurve). Die notwendige Trennung von S- und P-Wellen mittels einachsiger Sensoren ist somit nicht immer eindeutig durchführbar!
	Abb. 4: Akustische Signale in Sand, mit mehrachsigen Sensoren aufgenommen. Die Zeit verläuft von links nach rechts; der Abstand von Erreger und Sensor nimmt von unten nach oben zu. Die Signalamplitude wird durch die Farbe dargestellt. Die Steigung der weißen Geraden ist ein Maß für die Geschwindigkeit der P-Welle, die in der hier gewählten Anordnung hauptsächlich gemessen wird.
	Abb. 5: Gleiche Darstellung, wie Abb. 4, hier jedoch in einer Anordnung, die hauptsächlich empfindlich für S-Wellen ist. Fazit: Mittels geschickter Anordnung mehrachsiger Sensoren (Akzelerometer) ist eine verbesserte Trennung von S- und P-Wellen zu erreichen.

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