TY - CONF A1 - Tiebe, Carlo A1 - Bayat, Mehmet E. A1 - Bartholmai, Matthias T1 - Identifizierung und Bewertung von Einflussgrößen bei der Sprengstoffspuren-detektion durch Ionenmobilitätsspektrometrie N2 - IMS trägt zur Luftfrachtsicherheit bei Luftsicherheitsgesetze verpflichten Luftsicherheitsbehörden, Flughafenbetreiber und Fluggesellschaften umfassende Sicherheitsmaßnahmen auf den Flughäfen zu ergreifen, um Gefahren z. B. durch potenziell gefährliche Frachtgüter zu erkennen. Von der Europäische Zivilluftfahrt-Konferenz (ECAC) zertifizierte IMS-Geräte werden vor Ort an den Kontrollpunkten orthogonal zur Radiologie eingesetzt, um chemische Informationen von verdächtiger Fracht über Gefahrstoffe wie Sprengstoffe oder Drogen vor dem Verladen zu erhalten. Vor der Detektion von Sprengstoffen beginnt die Untersuchung eines verdächtigen Objekts mit der Probenahme mittels Wischprobensammlern. Eine Luftsicherheitskontrollkraft wischt dabei Oberflächen des Objekts mit einem Probensammler ab, um Partikel von Gefahrstoffen zu sammeln. Der beladene Probensammler wird anschließend in einen Probeneinlass eingeführt. Nach thermischer Desorption der gesammelten Stoffe erhält der Bediener (z. B. Luftsicherheitskontrollkraft) ein boolesches Ergebnis - "Alarm" oder "Kein Alarm". Verfahren und Ergebnisse In dieser Studie wurden drei Verfahren mit vier ECAC-zertifizierten ETD-Geräten zur Identifizierung und Beurteilung der Probenahme (PN) entwickelt: I) direkte PN durch lösemittelbasierten Auftrag einer bekannten Sprengstoffmenge auf einem Probensammler, II) Auftrag einer bekannten Menge eines gelösten Sprengstoffs auf einem 10 cm × 10 cm Substrat (Aluminium, Papier, Eisen und Polyvinylchlorid) und manuelle PN nach Lösemittelverdampfung, III) lösemittelbasierter Sprengstoffauftrag auf eine PTFE- oder PTFE-beschichtete Glasfaseroberfläche, nach Lösemittelverdunstung trockene Übertragung auf das zu beprobende Substrat zur PN. Der Zusammenhang zwischen vorgelegter Sprengstoffmenge und der Detektionswahrscheinlichkeit (POD) erfolgt durch Anwendung des binären Regressionsverfahrens mit einer Logit-Funktion: POD=1/(1+exp⁡(-A(m-B)) )·100% Dabei entspricht m der vorgelegten Sprengstoffmasse bis 1000 ng, Parameter A / ng-1 der logistischen Wachstumsrate der Kurve und Parameter B / ng dem m-Wert des Mittelpunktes des Sigmoids. Die Bestimmung der Parameter wurde nach der Methode der kleinsten Quadrate berechnet. Das entwickelte Messunsicherheitsmodell kombiniert quantitative Ergebnisse aus Stammlösung und deren Verdünnungen sowie Stoffauftrag und qualitative Ergebnisse nach Anzeige "Alarm" oder "Kein Alarm". Dieses Auswerteverfahren wurde auf die Probenahme angewandt. Identifizierte Unsicherheitsursachen sind die Durchführung der Wischprobenahme, Staub, Lösemitteleffekte und die Unsicherheit bei der Herstellung von Testlösungen. T2 - 8. Ionenmobilitätsspektrometrie (IMS)-Anwendertreffen CY - Online meeting DA - 17.03.2021 KW - IMS KW - Ionenmobilitätsspektrometrie KW - Ion mobility spectrometry KW - Sprengstoffspurendetektion KW - Luftfrachtsicherheit PY - 2021 UR - https://www.uni-potsdam.de/de/ims2021/tagungsprogramm AN - OPUS4-52474 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tiebe, Carlo A1 - Bartholmai, Matthias A1 - Gawlitza, Kornelia T1 - Two tasks in environmental monitoring - calibration and characterization of gas sensors and remote sensing with multicopter platforms - Part 2 N2 - Emissions of ammonia into the environment are mainly caused by agriculture, but also by combustion processes in waste and by road traffic. Even at low concentrations, this substance is not only an odour nuisance, but also a substance with ecological and climatic relevance. Therefore, BAM tested commercial electrochemical, and metal oxide based sensors, which have limited suitability for measuring in the environmental molar fraction range. Alternatively, own developments for the detection of ammonia in the trace range were implemented, wherein the analyte is measured by changing the fluorescence of a BODIPY dye at 550 nm by means of a portable fluorescence sensor directly from the gas phase. For the calibration of ammonia sensors and measuring instruments, a stationary system based on the mixture of certified test gases from pressure cylinders with calibrated mass flow controllers is available. A test gas generator was developed for on-site calibration and testing of sensors and measuring devices. The generation of ammonia-containing gases in the environmental relevant range of levels below 1000 nmol/mol is carried out by the permeation method according to ISO 6145-10. For the traceability of ammonia, standards are provided and further developed by the National Metrological Institutes and designated institutes. Metrological standards are based on SI units and are a basis for traceability of sensors or gas analysers. T2 - Aarhus University, Department of Environmental Science, External seminar with Matthias Bartholmai and Carlo Tiebe CY - Roskilde, Denmark DA - 29.08.2018 KW - Environmental monitoring KW - Test gas generation KW - Fluorescence sensor KW - Ammonia PY - 2018 AN - OPUS4-45842 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Neumann, Patrick P. A1 - Bartholmai, Matthias T1 - Micro-Drone for the Characterization and Self-Optimizing Search of Hazardous Gaseous Substance Sources T2 - International Micro Air Vehicle Conference and Flight Competition (IMAV 2010) CY - Braunschweig, Germany DA - 2010-07-06 PY - 2010 AN - OPUS4-22043 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Neumann, Patrick P. A1 - Bartholmai, Matthias T1 - Micro-drone for the characterization and self-optimizing search of hazardous gaseous substance sources T2 - Artificial Olfaction Seminar CY - Örebro, Sweden DA - 2010-05-25 PY - 2010 AN - OPUS4-22019 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Neumann, Patrick P. A1 - Bartholmai, Matthias T1 - Micro-drone for the characterization and self-optimizing search of hazardous gaseous substance sources T2 - 15.ITG-/GMA-Fachtagung "Sensoren und Messsysteme 2010" CY - Nuremberg, Germany DA - 2010-05-18 PY - 2010 AN - OPUS4-22020 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lazik, D. A1 - Neumann, Patrick P. A1 - Bartholmai, Matthias A1 - Ebert, Sebastian T1 - Characteristic length measurement of a subsurface gas anomaly - an integrating monitoring approach over heterogeneous distributed gas flow paths N2 - Geogenic gases such as CH4 or CO2 from natural sources, gases (CCS-CO2, H2, Natural gas, City gas …) from a geological repository, or a leaking gas pipeline can present serious risks in industrial and urban areas where the density of infrastructural elements increases as well as above and below ground. To extend the lead time for risk treatment in such critical regions, reliable detection of gases within the shallow subsurface is required to observe critical gas accumulations before degassing into the atmosphere. A near real-time monitoring approach is introduced to determine the volumetric expansion of such a gas escaping from a leak in the subsurface. Considering the pressure relaxation with the ambient air pressure, the approach enables the forecasting of the final size of a pressurized gas body in terms of characteristic lengths. According to theoretical basics, such a characteristic length, which allows to perform a gas (safety) measurement based on a purely geometrical measure, behaves independently of subsurface properties, i.e., it enables a reliable quantification of the escaping gas, irrespective of its heterogeneous flow path distribution. A field test for a 10 l/min pinhole leakage of CO2 injected in an unsaturated Chernozemic soil (agricultural test field Bad Lauchstädt)that was equipped with linear gas sensors demonstrates the lateral-vertical volumetric gas expansion along the environment of these gas sensors, and confirms the applicability of the new characteristic length approach. T2 - UFZ EnergyDays 2017 CY - Leipzig, Germany DA - 15.03.2017 KW - CO2 KW - Carbon capture and storage KW - Leakage KW - Monitoring PY - 2017 AN - OPUS4-39400 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bartholmai, Matthias A1 - Tiebe, Carlo A1 - Neumann, Patrick P. T1 - Two tasks in environmental monitoring - calibration and characterization of gas sensors and remote gas sensing with multicopter platforms - Part 1 N2 - Leaking methane from infrastructures, such as pipelines and landfills, is critical for the environment but can also pose a safety risk. To enable a fast detection and localization of these kind of leaks, BAM developed a novel robotic platform for aerial remote gas sensing. Spectroscopic measurement methods for remote sensing of selected gases lend themselves for use on mini-copters, which offer a number of advantages for inspection and surveillance over traditional methods. No direct contact with the target gas is needed and thus the influence of the copter downwash on the measured gas plume can be kept to a minimum. This allows to overcome one of the major issues with gas-sensitive mini-copters. On the other hand, remote gas sensors, most prominently Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS) sensors have been too bulky given the payload and energy restrictions of mini-copters. Here, we present the Unmanned Aerial Vehicle for Remote Gas Sensing (UAV-REGAS), which combines a novel lightweight TDLAS sensor with a 3-axis aerial stabilization gimbal for aiming on a versatile multicopter. The proposed system can be deployed in scenarios that cannot be addressed by currently available systems and thus constitutes a significant step forward for the field of Mobile Robot Olfaction (MRO). It enables tomographic reconstruction of gas plumes and a localization of gas sources. We also present first results showing its performance under realistic conditions. T2 - Aarhus University, Department of Environmental Science, External seminar with Matthias Bartholmai and Carlo Tiebe CY - Roskilde, Denmark DA - 29.08.2018 KW - Environmental monitoring KW - Remote gas sensing KW - Flying platforms KW - Mobile robot olfaction KW - UAS PY - 2018 AN - OPUS4-45838 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bartholmai, Matthias A1 - Schütze, A. T1 - Sensor network deployment N2 - Content • Fixed monitoring stations • Mobile monitoring stations (on trams, buses, cars) • Personal mobile monitoring systems • Environmental monitoring for agriculture and beyond • Sensors on flying platforms T2 - Networked Environmental Monitoring – from sensor principles to novel services CY - BAM, Berlin, Germany DA - 06.02.2018 KW - Environmental monitoring KW - Gas sensors PY - 2018 AN - OPUS4-44073 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bartholmai, Matthias A1 - Pettelkau, Alexander A1 - Goedecke, Thomas A1 - Daum, Werner A1 - Farahbakhsh, Mahin A1 - Hohendorf, Stefan A1 - Damm, David T1 - "Intelligente"IBC für eine sichere und wirtschaftliche Gefahrgutlogistik T2 - Workshop des BMVBS zu Telematikanwendungen bei der Beförderung gefährlicher Güter während der Messe "transport logistic 2011" CY - Munich, Germany DA - 2011-05-10 PY - 2011 AN - OPUS4-24039 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bartholmai, Matthias A1 - Neumann, Patrick P. T1 - Micro-Drone for Gas Measurement in Hazardous Scenarios via Remote Sensing T2 - The 6th International Conference on REMOTE SENSING (REMOTE '10) CY - Iwate, Japan DA - 2010-10-04 PY - 2010 AN - OPUS4-22415 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -