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. Ultraschallmessung des Benetzungszustands von zylindrischen Werkstucken wahrend des Tauchkuhlens Zum zeitlich und raumlich aufgelosten Erfassen des Benetzungsverhaltens von Werkstucken beim Tauchkuhlen in Ol wurde ein Ultraschall-Messsystem entwickelt. Das System basiert auf der Messung der Amplitude des Ultraschallsignals, das vom Siedefilm, dem Werkstuck oder den beim Blasensieden entstehenden Dampfblasen reflektiert wird. Fur die Experimente wurde ein optisch transparentes Ol verwendet, so dass mit einer Standard-CCD-Kamera Referenzaufnahmen des Abschreckprozesses aufgenommen werden konnten. Der Vergleich der Langen der Filmsiedephase, ermittelt mit dem Ultraschall- und dem Kamerasystem, zeigt eine gute Ubereinstimmung im Rahmen der Messunsicherheit. Das Ultraschallsystem ist daher fur die Messung in flussigen Abschreckmedien geeignet.