Wet-state Ultrasonic Measurements of Cylindrical Workpieces during Immersion Cooling

Abstract

An ultrasound system was developed for recording the temporally and spatially resolved wetting behaviour of workpieces immersed in oil as quenching medium. The system is based on the measurement of the echo amplitude, reflected from the vapour blanket, the workpiece itself or the vapour bubbles, which occur in the nucleate boiling stage. An optically transparent oil was chosen for the experiments, so that the quenching process could be recorded with a standard CCD-camera in order to create reference data. The comparison of the duration of the vapour blanket stage calculated from the ultrasonic and the reference data shows a good agreement with respect to the measurement uncertainty. Therefore, the ultrasonic system is applicable in liquid quenching media.Keywords: wetting behaviour, ultrasound, quenching, heat treatment, SFB 570Zum zeitlich und räumlich aufgelösten Erfassen des Benetzungsverhaltens von Werkstücken beim Tauchkühlen in Ö l wurde ein Ultraschall-Messsystem entwickelt. Das System basiert auf der Messung der Amplitude des Ultraschallsignals, das vom Siedefilm, dem Werkstück oder den beim Blasensieden entstehenden Dampfblasen reflektiert wird. Für die Experimente wurde ein optisch transparentes Ö l verwendet, so dass mit einer Standard-CCD-Kamera Referenzaufnahmen des Abschreckprozesses aufgenommen werden konnten. Der Vergleich der Längen der Filmsiedephase, ermittelt mit dem Ultraschall-und dem Kamerasystem, zeigt eine gute Ü bereinstimmung im Rahmen der Messunsicherheit. Das Ultraschallsystem ist daher für die Messung in flüssigen Abschreckmedien geeignet.