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Analyse und Modellierung intrinsischer und extrinsischer Einflüsse auf die phasenbasierte Dehnungsmessung mit optischen Polymerfasern

Analyse und Modellierung intrinsischer und extrinsischer Einflüsse auf die phasenbasierte Dehnungsmessung mit optischen Polymerfasern von Becker,  Thomas
Optische Polymerfasern eignen sich aufgrund ihrer mechanischen Robustheit und ihrer großen Dehnbarkeit für den Einsatz in optischen Dehnungssensoren. Ein mögliches Messprinzip stellt hierbei die Phasenmessung einer intensitätsmodulierten Lichtwelle am Ende der optischen Polymerfaser dar. Anhand einer detektierten Phasenänderung kann auf eine aufgetretene Dehnung der Faser geschlossen werden. Aufgrund verschiedener Einflüsse besteht jedoch keine lineare Beziehung zwischen der messbaren Phasenänderung und der tatsächlichen Dehnung der Faser. Werden diese Einflüsse nicht berücksichtigt, tritt bei der Dehnungsmessung ein systematischer Fehler auf. Die vorliegende Arbeit behandelt im Wesentlichen optische Einflüsse auf das Messergebnis eines solchen Dehnungssensors. Hierzu zählen unter anderem Modendispersion, Dämpfung und Streuung in der Faser, die winkelabhängige relative Empfindlichkeit des verwendeten optischen Empfängers. Die relevanten Einflüsse werden systematisch erfasst und in ein neu entwickeltes Simulationsmodell integriert, das auf experimentell ermittelten Faserparametern beruht und in der Lage ist, die Auswirkung der genannten Einflüsse auf die detektierbare Phasenänderung zu beschreiben. In Konsequenz lässt sich eine gemessene Phasendifferenz exakter interpretieren und der systematische Messfehler deutlich reduzieren, wie durch die experimentelle Verifikation der Simulationsergebnisse gezeigt wird.
Aktualisiert: 2020-10-23
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Experimental and Numerical Investigation on Aero-Thermodynamics in a Low-Pressure Industrial Steam Turbine with Part-Span Connectors

Experimental and Numerical Investigation on Aero-Thermodynamics in a Low-Pressure Industrial Steam Turbine with Part-Span Connectors von Sander,  Sören
Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung des dynamischen Ablöseverhaltens von Partikeln aus einer Partikelschicht auf die Abscheideeffizienz eines Abscheideprozesses am Beispiel eines Elektroabscheiders. Damit einhergehend wurde die Frage beantwortet, wie das dynamische Verhalten eines Partikel-Abscheideprozesses in einer Fließschemasimulation unter Berücksichtigung des Redispergierverhalten der Partikelschichten abgebildet werden kann.
Aktualisiert: 2020-10-23
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Gewalt gegen Einsatzkräfte

Gewalt gegen Einsatzkräfte von Oesterreich,  Ken
Aggressives und gewalttätiges Verhalten gegen Einsatzkräfte ist kein medialer Hype, sondern traurige Realität. Der Autor veranschaulicht, was dieses irritierende Verhalten erzeugt und bietet konkrete Hinweise zur Prävention sowie zum Umgang mit vorhandenen Bedrohungssituationen. Ziel ist die Erweiterung der eigenen Handlungskompetenz zur Bewältigung einer Stress- und potenziell gewalttätigen Konfliktsituation. Praxisbeispiele unterstützen den Leser, kritische Situationen frühzeitig zu erkennen und kontraproduktives Verhalten zu vermeiden.
Aktualisiert: 2020-10-23
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Gewalt gegen Einsatzkräfte

Gewalt gegen Einsatzkräfte von Oesterreich,  Ken
Aggressives und gewalttätiges Verhalten gegen Einsatzkräfte ist kein medialer Hype, sondern traurige Realität. Der Autor veranschaulicht, was dieses irritierende Verhalten erzeugt und bietet konkrete Hinweise zur Prävention sowie zum Umgang mit vorhandenen Bedrohungssituationen. Ziel ist die Erweiterung der eigenen Handlungskompetenz zur Bewältigung einer Stress- und potenziell gewalttätigen Konfliktsituation. Praxisbeispiele unterstützen den Leser, kritische Situationen frühzeitig zu erkennen und kontraproduktives Verhalten zu vermeiden.
Aktualisiert: 2020-10-23
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Zur Stoßkalibrierung von Beschleunigungssensoren bei hoher Intensität

Zur Stoßkalibrierung von Beschleunigungssensoren bei hoher Intensität von Volkers,  Henrik
Die vorliegende Arbeit beschreibt die Untersuchungen und die Entwicklung von Verfahren und Anregungsformen zur Parameteridentifikation eines Modells für Beschleunigungssensoren mit dem Ziel einer besseren Vergleichbarkeit von Stoßkalibrierungen von Beschleunigungssensoren bei Stoßamplituden größer 5 km/s². Die modellbasierte Rekonstruktion des Anregungssignals über ein 2-DOF-Modell ermöglicht es erstmals Stoßvergleichskalibrierungen unabhängig von der Stoßform und mit hoher Genauigkeit durchzuführen. Bedingt durch die Abhängigkeit des Spitzenwertverhältnisses von der spektralen Zusammensetzung der anregenden Pulsform waren in der Vergangenheit die Vergleiche von Übertragungsfaktoren zwischen unterschiedlichen Stoßeinrichtungen mit zunehmender Stoßintensität mit zunehmenden Unsicherheiten behaftet. Das vorgestellte Verfahren reduziert diese Unsicherheiten deutlich, weitestgehend unabhängig von der spektralen Zusammensetzung des Stoßes. Weiterhin erfolgte eine systematische Betrachtung aller relevanten Einflussgrößen zur Stoßkalibrierung von Beschleunigungssensoren und die Einführung neuer Mess- und Auswertungsverfahren, insbesondere für die korrekte Kalibrierung von Ladungsverstärkern, die systematische Abweichungen der Vergangenheit vermeidet.
Aktualisiert: 2020-10-16
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Strategien zur funktionsorientierten Qualitätsregelung in der Serienproduktion

Strategien zur funktionsorientierten Qualitätsregelung in der Serienproduktion von Wagner,  Raphael
Auftretenden Fertigungsabweichungen hochpröziser Produkte gefährden die Erfüllung hoher Qualitätsanforderungen und damit die Sicherstellung der Funktionalität hergestellter Produkte. Eine Abhilfemaßnahme stellt der Ansatz zur Qualitätsregelung in der Produktion dar. Bisherige Ansätze werden im Rahmden der Arbeit durch die Integration intelligenter, quantitativer Funktionsmodelle ergänzt. Die entwickelten Methode ermöglicht die Planung und Bewertung funktionsorientierter Qualitätsregelungen anhand digitaler Zwillinge einzelner Produktausprägungen unter minimaler Unsicherheit. Die Ergebnisse ereignisorientierter Materialflusssimulationen bilden die Basis zur Auswahl geeigneter Strategiealternativen anhand einer technischen und wirtschaftlichen Bewertung. Die entwickelte Methode des Planungsansatzes wir im industriellen Anwendungsfall der Serienproduktion zur Herstellung von Piezo-Injektoren exemplarisch demonstriert.
Aktualisiert: 2020-10-16
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Entwicklung und Untersuchung einer phantomabhängigen adaptiven elektrischen Kapazitätstomografie als Verfahren für prozessmesstechnische Anwendungen

Entwicklung und Untersuchung einer phantomabhängigen adaptiven elektrischen Kapazitätstomografie als Verfahren für prozessmesstechnische Anwendungen von Kandlbinder-Paret,  Christoph
Für Prozesse in der chemischen Verfahrenstechnik ist die Überwachung von örtlich aufgelösten Phasenänderungen oder Temperaturgradienten von großem Interesse. Ein Ansatz besteht darin, diese Unterschiede mittelbar über reaktions- oder temperaturabhängige elektrische Materialeigenschaften wie die Permittivität zu messen. Die elektrische Kapazitätstomografie (ECT) erlaubt es, solche räumlichen Materialverteilungen mit Hilfe gemessener Kapazitäten zu rekonstruieren. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Optimierung dieses Messverfahrens, das industriell bisher nur wenig genutzt wird. Der Autor entwickelt und realisiert einen Demonstrator für ein eigenständiges ECT-System auf Basis kommerzieller Kapazitätssensoren. Ein adaptives Konzept, das die Gesamtmesszeit je nach Änderung der Materialverteilung im betrachteten Volumen verkürzt, wird beschrieben und auf verschiedene prozessmesstechnische Anwendungsfälle angewandt. Die Arbeit beschreibt die erreichbaren Verbesserungspotentiale und berücksichtigt insbesondere praktisch relevante Aspekte wie Messunsicherheiten und Verfahrensgrenzen. Dies sollte für alle von Interesse sein, die sich mit Feldanwendungen der elektrischen Tomografie zur Prozessüberwachung befassen.
Aktualisiert: 2020-10-09
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Ultraschallmessverfahren für komplexe Suspensionsströmungen in kleinen Geometrien: Untersuchung am Beispiel der Zink-Luft-Flussbatterie

Ultraschallmessverfahren für komplexe Suspensionsströmungen in kleinen Geometrien: Untersuchung am Beispiel der Zink-Luft-Flussbatterie von Kupsch,  Christian
In dieser Arbeit werden ultraschallbasierte Messverfahren für die Strömungsbildgebung von Suspensionen entwickelt, charakterisiert und angewendet. Suspensionsströmungen spielen in zahlreichen industriellen und technischen Prozessen eine wesentliche Rolle. Beispielsweise wird zur Energiebereitstellung bei neuartigen Zink-Luft-Flussbatterien eine Suspension aus mirkoskopischen Zinkpartikel durch eine elektrochemische Zelle gepumpt. Durch die Kenntnis der Suspensionsströmung kann dieser Prozess optimiert werden. Dafür ist eine Messung der Strömung erforderlich. Aufgrund der Partikelbeladung sind Suspensionen in der Regel opak und konventionelle optische Strömungsmessverfahren können nicht angewendet werden. In dieser Arbeit wird daher zunächst das Ultraschallmessverfahren Ultrasound Imaging Velocimetry für die Messung der Suspensionsströmung qualifiziert und für die Messung in einem Modellexperiment angewendet. Weiterhin wird ein Verfahren zur Messung der Suspensionsströmung in einer aktiven Zink-Luft-Flussbatterie vorgestellt. Die besondere Herausforderung liegt dabei in der hohen erforderlichen Ortsauflösung, welche durch die Anwendung eines Super-Resolution-Verfahrens in Kombination mit nichtlinearer Ultraschallbildgebung erreicht wird. Die vorgestellten Messverfahren können ebenfalls zur Suspensionsströmungsmessung in anderen technischen und industriellen Prozessen angewendet werden.
Aktualisiert: 2020-10-26
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Kosteneffizientes Nassspinnen von Polyacrylnitrilfasern mit alternativen Lösungsmitteln

Kosteneffizientes Nassspinnen von Polyacrylnitrilfasern mit alternativen Lösungsmitteln von Peterek,  Stefan Alexander
In der Dissertationsschrift werden alternative Lösungsmittel für den Faserherstellungsprozess betrachtet. Ziel der Arbeit ist es, aus den verfügbaren Lösungsmitteln ein Lösungsmittel zu identifizieren, mit dem PAN-Fasern in Zukunft ökonomisch konkurrenzfähig und REACH-konform produziert werden können. In dieser Arbeit werden das Potential und die Herausforderungen der Verwendung alternativer Lösungsmittel aufgezeigt und die erreichbaren Produktionskosten im Vergleich zum derzeitigen Standardprozess ermittelt. Die Arbeit zeigt Handlungsalternativen der Polyacrylnitrilfaserhersteller auf. Zunächst wird der Stand der Forschung zu den verfügbaren Lösungsmitteln betrachtet. Anschließend erfolgt eine Auswahl vielversprechender Lösungsmittel auf Basis einer Abschätzung des wirtschaftlichen Potentials und anhand technischer Versuche. Das vielversprechendste Lösungsmittel wird ausgewählt. Der zugehörige Prozess wird technisch untersucht und eine detaillierte Kostenbetrachtung durchgeführt. Abschließend erfolgt eine Bewertung im Vergleich zum aktuellen Standardindustrieprozess.
Aktualisiert: 2020-10-16
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