Das Ziel des Projektes "Quantenrot" ist ein hochsensibles Gyroskop zu bauen, um damit letztendlich die Rotationsschwankungen der Erde zu messen. Hierzu wird eine Membran ausgelenkt, die Suprafluides Helium durch ein sehr kleines (im Mikrometerbereich) Loch drückt. Bei einer bestimmten Durchfluß:geschwindigkeit des Heliums durch dieses Loch bilden sich Wirbel die der Membran Energie entziehen. Genauere Erklärungen, Theorie, Bilder und andere Diplomarbeiten zu diesem Experiment finden Sie auf den anderen Webseiten zum Pojekt "Quantenrot".
Durch theoretische Rechnungen über die Membranamplitude die nötig ist um Wirbel im Loch zu erzeugen, hat sich ergeben, daß: die Auslenkung der Membran im Nanometer bis Mikrometer Bereich liegt. Daraufhin wurden Schwingungsmessungen des Bodens im Labor durchgeführt. Diese Messungen ergaben, daß: selbst mit unserer sehr guten Entkopplung kleine Schwingungen auf den Kryostaten übertragen werden.
Experimente mit passiven Luftdämpfern wie von vielen vorgeschlagen führten nicht zum gewünschten erfolg.
Die Alternative ist nun ein aktives Schwingungsisolationssystem zu konstruieren und zu testen. Es wird versucht dieses Problem auf die Art zu lösen, daß: Piezoaktoren benutzt werde, die der Bodenschwingung entgegenwirken. Diese Piezos können sich maximal um 15 Micrometer ausdehnen und sind für Druckbelastungen bis zu 300 Kg ausgelegt.
Um die Bodenschwingungen zu messenwird ein sehr empfindlicher Beschleunigungssensor aus der Flugzeugindustrie verwendet. Die zur Beschleunigung proportionale Spannung wird durch einen Verstärker auf Maximalamplituden von +-3V verstärkt. Diese Spannung wird dann auf den Eingang eines Digitalen Signal Prozessors (DSP) gegeben, der die Daten ersteinmal digitalisiert. Das schöne an diesem DSP ist nun, daß: er ersteinmal sehr schnell Daten verarbeiten kann und beliebig programmierbar ist. Im Moment beschäftige ich mit der Programmierung einer Regelkurve um die Probleme durch nichtlineare Verstärkung und andere Effekte die durch den Beschleunigungssensor und die analogen Verstärker hervorgerufen werden zu kompensieren. D.h. Das DSP reagiert nicht nur auf die Meß:ergebnisse des Sensors sondern berücksichtigt auch die frequenzabhängigen Effekte. Danach werden diese bearbeiteten Daten einem Analogverstärker zugeführt, der dann die Piezoaktoren dementsprechend ansteuert um die Schwingungen, die sonst in das System übertragen werden, zu dämpfen.