Kundenbemusterung von CMUT-Hydrophonen

Hydrophone sind das Herzstück der akustischen Messtechnik: Sie messen Unterwasserschall in Offshore-Windparks, überwachen marine Ökosysteme und sind in der industriellen Messtechnik unverzichtbar, beispielsweise zur Charakterisierung von Ultraschallwandlern im Prüflabor oder für photoakustische Verfahren, bei denen gepulste Laserstrahlung akustische Signale erzeugt, die präzise detektiert werden müssen. Für all diese Anwendungen ist eine hohe akustische Bandbreite entscheidend: Sie erlaubt die getreue Erfassung von kurzen Impulsen, transientem Schall und breitbandigen Spektren – genau dort stoßen klassische Lösungen an ihre Grenzen.

Heute dominieren bleihaltige piezoelektrische Wandler den Markt. Sie verstoßen gegen EU-Umweltvorschriften (RoHS), sind in ihrer Bandbreite konstruktionsbedingt begrenzt und nur schwer an unterschiedliche Messaufgaben anpassbar. Laserbasierte Alternativen erreichen zwar hohe Präzision, kosten aber ein Vielfaches und sind für raue Einsatzbedingungen kaum geeignet.

Das Projekt KUCHN setzt auf CMUT-Technologie – miniaturisierte Siliziumchips mit schwingenden Membranen, wie sie ähnlich aus Smartphone-Mikrofonen bekannt sind. Ihr entscheidender Vorteil: Die Membrangeometrie lässt sich lithografisch präzise definieren, was eine deutlich höhere akustische Bandbreite als bei piezoelektrischen Lösungen ermöglicht. Die Chips sind bleifrei, kostengünstig in Halbleiterfertigung herstellbar und flexibel auf unterschiedliche Frequenzbereiche und Anwendungen skalierbar.

Im Projekt werden 13 Hydrophon-Demonstratoren aufgebaut, kalibriert und gezielt an Endanwender zur Bewertung ausgegeben. Das qualifizierte Kundenfeedback fließt direkt in ein tragfähiges Geschäftsmodell für die Kleinserienfertigung ein.

Ziele

• Aufbau und Kalibrierung von 13 CMUT-Hydrophon-Demonstratoren sowie Erstellung industrietauglicher Datenblätter und Kostenkalkulation für die Kleinserie
• Gewinnung von qualifiziertem Kundenfeedback durch direkte Bemusterung von Endanwendern aus Meeresüberwachung, Schiffbau und Forschung
• Entwicklung eines konkreten Geschäftsmodells für bleifreie CMUT-Hydrophone als marktreifes Produkt in Kooperation mit Unternehmen