TY - JOUR A1 - Haller, T. A1 - Völker, Christoph A1 - Hartmann, T. T1 - Machine learning based multi-sensor fusion for the nondestructive testing of corrosion in concrete N2 - Half-cell potential mapping (HP) is the most popular non-destructive testing method (NDT) for locating corrosion damage in concrete. It is generally accepted that HP is susceptible to environmental factors caused by salt-related deterioration, such as different moisture and chloride gradients. Additional NDT methods are able to identify distinctive areas but are not yet used to estimate more accurate test results. We present a Supervised Machine Learning (SML) based approach to data fusion of seven different signal features to obtain higher quality information. SMLs are methods that explore (or learn) relationships between different (sensor) data from predefined data labels. To obtain a representative, labelled data set we conducted a comprehensive experiment simulating the deterioration cycle of a chloride exposed device in the laboratory. Our data set consists of 18 measurement campaigns, each containing HP, Ground Penetrating- Radar, Microwave Moisture and Wenner resistivity data. We compare the performance of different ML approaches. Many outperform the best single method, HP. We describe the intrinsic challenges posed by a data-driven approach in NDT and show how future work can help overcome them. T2 - SMAR2019 - 5th International Conference on Smart Monitoring, Assessment and Rehabilitation of Civil Structures CY - Potsdam, Germany DA - 27.08.2019 KW - Machine Learning KW - NDT KW - Half-Cell Potential Mapping KW - Corrosion KW - Reinforced Concrete KW - Data Fusion PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-498563 UR - http://www.ndt.net/?id=24890 VL - 25 IS - 1 SP - 24890-1 EP - 24890-8 PB - NDT.net CY - Kirchwald AN - OPUS4-49856 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Millar, Steven A1 - Gottlieb, Cassian A1 - Wilsch, Gerd A1 - Günther, Tobias A1 - Völker, Tobias T1 - Chemische Zustandsanalyse von Stahlbetonbauwerken mit der laserinduzierten Plasmaspektroskopie (LIBS) N2 - Die chemische Analyse von Beton gehört bei der Ermittlung des Ist-Zustandes von Stahl- und Spannbetonbauwerken zu den grundlegenden Untersuchungen bei der Zustandserfassung. Der tiefenabhängige Chloridgehalt sowie der Karbonatisierungsfortschritt müssen bei der Bewertung des Ist-Zustandes, beim Instandsetzungsbedarf und ggf. bei der Planung eines erforderlichen Instandsetzungskonzeptes mit einbezogen werden. Seit Mitte der 1990er Jahre wird an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung die laserinduzierte Plasmaspektroskopie (engl. Laser-induced Breakdown Spectroscopy) – kurz LIBS – stetig für die chemische Analyse von Beton weiterentwickelt. In diesem Beitrag wird der aktuelle Stand der Forschung/ Technik und der Normungsarbeit präsentiert, sowie zukünftig mögliche Anwendungen vorgestellt. Mit den aktuellen LIBS-Systemen (mobiles LIBS-System sowie kommerziell erhältliche Laborsysteme) ist es möglich den Chloridgehalt ortsaufgelöst in wenigen Minuten zu quantifizieren, sogenannte Elementlandkarten zu erstellen und somit die Elementverteilung innerhalb des Betons zu visualisieren. Durch das Scannen eines Bohrkernquerschnittes und der simultanen Erfassung von mehreren Elementen mit einer Messung, ist es zudem möglich, die Gesteinskörnung in den Messdaten zu identifizieren und den Chloridgehalt auf die Zementsteinmatrix zu beziehen. Fehlerquellen aus der Umrechnung der betonbezogenen Chloridgehalte können dadurch minimiert werden. Neben den Grundlagen von LIBS werden vor allem aktuelle Praxisbeispiele vorgestellt, die die aktuellen Möglichkeiten des Verfahrens veranschaulichen. T2 - 9. Kolloquium Parkbauten CY - Esslingen, Germany DA - 04.02.2020 KW - LIBS KW - Chemische Analyse KW - Spektroskopie KW - Beton PY - 2020 UR - https://elibrary.narr.digital/article/99.125005/kpb202010305 SN - 2510-7763 VL - 9 IS - 1 SP - 305 EP - 319 AN - OPUS4-50615 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ahmadi, Samim A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hassenstein, Christian A1 - Jung, P. A1 - Caire, G. A1 - Ziegler, Mathias T1 - New techniques in super resolution photothermal imaging for nondestructive testing N2 - In this work we focus on our most recent studies to super resolution (SR) laser thermography. The goal of SR nondestructive testing methods is to facilitate the separation of closely spaced defects. We explain how to combine laser scanning with SR techniques. It can be shown that stepwise as well as continuous scanning techniques are applicable. Finally, we discuss the effect of experimental parameters and im-age processing techniques to find the optimal SR technique which leads to the highest reconstruction quality within laser thermography. T2 - SMSI 2020 Conference CY - Online meeting DA - 22.06.2020 KW - Super resolution KW - Laser thermography KW - Nondestructive testing KW - Laser scanning KW - Photothermal imaging PY - 2020 DO - https://doi.org/10.5162/SMSI2020/C4.1 SP - 169 EP - 170 AN - OPUS4-50895 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ziegler, Mathias A1 - Ahmadi, Samim A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hassenstein, Christian A1 - Thiel, Erik A1 - Pech May, Nelson Wilbur T1 - Using spatial and temporal shaping of laser-induced diffuse thermal wave fields in thermography N2 - The diffuse nature of thermal waves is a fun-damental limitation in thermographic nonde-structive testing. In our studies we investigated different approaches by shaping the thermal wave fields which result from heating. We have used high-power laser sources to heat metallic samples. Using these spatial and temporal shaping techniques leads to a higher detection sensitivity in our measurements with the infra-red camera. In this contribution we show our implementation of shaping laser-induced diffuse thermal wave fields and the effect on the defect reconstruction quality. T2 - SMSI 2020 Conference CY - Online meeting DA - 22.06.2020 KW - Thermal wave KW - Diffusion KW - High-power laser KW - Thermography KW - Spatiotemporal shaping PY - 2020 DO - https://doi.org/10.5162/SMSI2020/C5.1 SP - 179 EP - 180 AN - OPUS4-50897 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lauschkin, Maik A1 - Bulling, Jannis A1 - Lugovtsova, Yevgeniya A1 - Wasmer, P. A1 - Prager, Jens T1 - Bestimmung von Materialparametern aus dem dispersiven Verhalten geführter Wellen mittels neuronaler Netze N2 - Damit eine Simulationsrechnung, beispielsweise mit einer FEM-Software, eine ausreichend hohe Genauigkeit erreicht, muss vorausgesetzt werden, dass die Modellparameter eine sehr hohe Güte aufweisen. Die genaue Kenntnis der Materialparameter ist dabei von besonderer Bedeutung. Um diese Parameter bestimmen zu können, müssen die verwendeten Werkstoffe messtechnisch charakterisiert werden. Neben anderen Ansätzen sind dafür akustische Verfahren im Ultraschallbereich geeignet. Für dünnwandige und plattenförmige Materialien können aus den sich ausbreitenden geführten Wellen messtechnisch Dispersionskurven bestimmt und aus diesen die Materialparameter abgeleitet werden. Da für die Signalverarbeitung und für Optimierungsaufgaben aktuell zunehmend Machine Learning Tools zum Einsatz kommen, stellt sich die Frage, ob diese Werkzeuge auch für die Ermittlung der Materialparameter aus den gemessenen Dispersionskurven eingesetzt werden können. In der vorgestellten Untersuchung soll ein Convolutional Neural Network aufgestellt werden, welches aus Dispersionsbildern Muster extrahiert und aus diesen eine Schätzung für die Materialparameter ermittelt. Um die Machbarkeit dieses Ansatzes zu prüfen, werden zunächst nur isotrope Materialien betrachtet. Für das Netz werden mit der Scaled-Boundary-Finite-Element-Methode synthetische Daten für das Trainieren und Validieren generiert. Zusätzlich werden die Hyperparameter des neuronalen Netzes variiert, um ein optimales Model für die Schätzung zu finden. Anschließend kann das Netz mit experimentellen Daten getestet und das Ergebnis hinsichtlich der Genauigkeit bewertet werden. T2 - DAGA 2020 - 46. Jahrestagung für Akustik CY - Meeting was canceled DA - 16.03.2020 KW - Machinelles Lernen KW - Geführte Ultraschallwellen KW - Materialcharakterisierung KW - Elastische Konstanten KW - Isotrope Materialien PY - 2020 SN - 978-3-939296-17-1 SP - 571 EP - 574 PB - Deutsche Gesellschaft für Akustik e.V. CY - Berlin AN - OPUS4-50765 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kowarik, Stefan A1 - Hicke, Konstantin A1 - Chruscicki, Sebastian A1 - Schukar, Marcus A1 - Breithaupt, Mathias A1 - Lämmerhirt, A. A1 - Pohl, P. A1 - Schubert, M. ED - Cranch, G. ED - Wang, A. ED - Digonnet, M. ED - Dragic, P. T1 - Train monitoring using distributed fiber optic acoustic sensing N2 - We use distributed acoustic sensing to determine the velocity of trains from train vibration patterns using artificial neural network and conventional algorithms. The velocity uncertainty depends on track conditions, train type and velocity. T2 - 27th International Conference on Optical Fiber Sensors (OFS) CY - Meeting was canceled DA - 08.06.2020 KW - Train monitoring KW - Distributed acoustic sensing KW - DAS KW - Distributed fiber optic sensing PY - 2020 SN - 978-1-55752-307-5 DO - https://doi.org/10.1364/OFS.2020.T3.25 SP - 1 EP - 4 PB - The Optical Society (Optical Society of America) CY - Washington D.C., USA AN - OPUS4-50758 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Longobucco, M. A1 - Stajanca, Pavol A1 - Curilla, L. A1 - Buczynski, R. A1 - Bugar, I. T1 - Applicable ultrafast all-optical switching by soliton self-trapping in high index contrast dual-core fibre N2 - The improvement potential of ultrafast all-optical switching by soliton self-trapping, using all-solid dual-core fibres with high index contrast, was analyzed numerically. The study of the femtosecond nonlinear propagation was performed based on coupled generalised nonlinear Schrödinger equations considering three fibre architectures: homogeneous cladding all-solid, photonic crystal air-glass, and photonic crystal all-solid. The structural geometries of all three architectures were optimised in order to support high-contrast switching performance in the C-band, considering pulse widths at the 100 fs level. Comparing the three structural alternatives, the lowest switching energies at common excitation parameters (1700 nm and 70 fs pulses) were predicted for the homogeneous cladding dual-core structure. Further optimization of the excitation wavelength and pulse width resulted in lower switching energies and simultaneous improvement of the switching contrasts at the combination of 1500 nm, 75 fs pulses and a fibre length of 43 mm. The spectral aspect in this optimised case expresses a broadband and uniform switching character with a span of over 200 nm and a contrast exceeding 30 dB at more frequency channels. KW - Ultrafast nonlinear propagation KW - All-optical switching KW - Dispersion tailoring of optical fibres KW - Generalised nonlinear Schrödinger equation KW - Dual-core optical fibres KW - Nonlinear directional coupler KW - Soft-glass optical fibres PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1088/1612-202X/ab63d8 VL - 17 IS - 2 SP - 025102 PB - Astro Ltd. AN - OPUS4-51042 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Pohl, Rainer A1 - Casperson, Ralf A1 - Ehlers, Henrik A1 - Pelkner, Matthias T1 - Elektromagnetische zerstörungsfreie Prüfverfahren N2 - Übersicht über die die im FB 8.4 bearbeiteten elektromagnetischen Prüfverfahren mit den Schwerpunkten bildgebende Wirbelstromprüfung, sensorbasierte Streuflussprüfung, magnetische Materialcharakterisierung und Sondenentwicklung. KW - Wirbelstromprüfung KW - Wirbelstromsenoren KW - GMR-Sensoren KW - Magnetische Materialcharakterisierung PY - 2020 SP - 1 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-51033 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klewe, Tim A1 - Strangfeld, Christoph A1 - Ritzer, Tobias A1 - Kruschwitz, Sabine T1 - Nondestructive determination of moisture damage in layered building floors N2 - In this ongoing research project, we study the influence of moisture damage on Ground Penetrating Radar (GPR) in different floor constructions. For this purpose, a measurement setup with interchangeable layers is developed to vary the screed material (cement or anhydrite) and insulation material (glass wool, perlite, expanded and extruded polystyrene), as well as the respective layer thickness. The evaluation of the 2 GHz common-offset radar measurements is focused on the extraction of distinctive signal features that can be used to classify the underlying case of damage without any further information about the hidden materials or layer thicknesses. In the collected dataset, we analyze the horizontal distribution of A-scan features in corresponding B-scans to detect water in the insulation layer. Furthermore, possible combinations of these features are investigated with the use of multivariate data analysis and machine learning (logistic regression) in order to evaluate the mutual dependencies. In this study, the combination of an amplitude- and frequency-based feature achieved an accuracy of 93.2 % and performed best to detect a damage in floor insulations. T2 - 18th International Conference on Ground Penetrating Radar CY - Meeting was canceled DA - 14.07.2020 KW - Radar KW - Feuchte KW - Moisture KW - Building floors PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1190/gpr2020-045.1 SN - 2159-6832 SP - 164 EP - 167 AN - OPUS4-51575 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Oster, Simon A1 - Mann, S. A1 - Sharma, R. A1 - Reisgen, U. T1 - In-situ Identifikation der Schweißnahtgeometrie bei der Anwendung von MSG-Schweißprozessen N2 - Lichtbogenbasierte Schweißverfahren wie das Metallschutzgasschweißen (MSG) zählen zu den Standardverfahren der Fügetechnik und werden in vielen Industriebereichen automatisiert unter Verwendung von Industrierobotern eingesetzt. Dabei können Schweißnahtabweichungen auftreten, die aus Änderungen der Prozessrandbedingungen und der hohen Prozessdynamik resultieren. Hier ist die Kontrolle von Schmelzbad- und Schweißnahtgeometrie für die Sicherung der Nahtqualität bedeutsam. Durch den Einsatz optischer Sensorsysteme können mit hoher zeitlicher Auflösung in-situ Informationen des Prozesszustands ermittelt werden. Dabei stellen die rauen Prozessbedingungen und die hohe Strahlungsintensität des Lichtbogens eine Herausforderung für die optischen Komponenten dar. Forschungsarbeiten am Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik der RWTH Aachen haben gezeigt, dass durch den Einsatz einer HDR-Kamera in Kombination mit einer strukturierten Laserbelichtung gezielt geometrische Informationen des Lichtbogens und des Schmelzbads aus den Prozessaufnahmen gewonnen werden können. In dieser Arbeit wird eine parallele Schweißnaht- und Schmelzbadbeobachtung durchgeführt, wobei geometrische Informationen durch die Anwendung von Bildverarbeitungsalgorithmen extrahiert werden. Dabei wird ein nachlaufendes Sensorsystem eingesetzt, welches aus einer HDR-Kamera und einer Laserbeleuchtung besteht. Es werden diffraktive optische Elemente (DOE) zur Erzeugung von verschiedenen Laserprojektionsmustern verwendet, um sowohl eine unidirektionale als auch eine multidirektionale Prozessbeobachtung durchführen zu können. Aus den geometrischen Informationen werden Kenngrößen berechnet, anhand derer der Prozesszustand beurteilt werden kann. Es zeigt sich, dass anhand der Kenngrößenverläufe Abweichungen in der Schweiß- und Schmelzbadgeometrie und Positionierungsfehler des Roboters identifiziert werden können. T2 - Große Schweißtechnische Tagung - DVS CAMPUS CY - Online meeting DA - 14.09.2020 KW - Schweißnahtgeometrie KW - MSG-Schweißen KW - In-situ Monitoring KW - Schmelzbadbeobachtung PY - 2020 SN - 978-3-96144-098-6 VL - 365 SP - 41 EP - 47 PB - DVS Media GmbH CY - Düsseldorf AN - OPUS4-51576 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lugovtsova, Yevgeniya A1 - Bulletti, A. A1 - Giannelli, P. A1 - Capineri, L. A1 - Prager, Jens T1 - Characterization of a Flexible Piezopolymer-based Interdigital Transducer for Selective Excitation of Ultrasonic Guided Waves N2 - Structural health monitoring (SHM) is a term that groups together techniques adopted to evaluate in a continued fashion the structural integrity and degradation of technical appliances. SHM is particularly attractive for components that are difficult to access or expensive to take off-line. Among many other techniques, SHM can be performed using ultrasonic guided waves (UGW) which have an advantage of traveling over Long distances. Various guided wave modes exist along with many methods for their generation and sensing, e.g by means of interdigital transducers (IDT). This contribution is dedicated to the design and characterization of a flexible piezopolymerbased IDT which allows for the selective excitation of UGW, resulting in more straightforward data analysis. The designed IDT was characterized using a 3D Laser Doppler Vibrometer (3D LDV) in the air to identify and analyze the IDT’s Vibration modes. Then the transducer was mounted on an aluminum plate, and the generated wavefield was measured with the 3D LDV. According to this investigation, we demonstrate that it is possible to selectively excite desired guided wave mode, namely the A0 mode, suppressing the excitation of the S0 mode. Moreover, the measured wavefield allows for analysis of the directivity of the designed IDT. All in all the results show good correlation between theoretical predictions and measured values, thus allowing to use the current design in terms of selective excitation as it is. T2 - I2020 IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS) CY - Online meeting DA - 07.09.2020 KW - Lamb waves KW - Non-Destructive Testing KW - Structural Health Monitoring KW - Polyvinylidene Fluoride (PVDF) PY - 2020 SN - 978-1-7281-5448-0 SP - 1261, 45 AN - OPUS4-51441 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Gottlieb, Cassian A1 - Bohling, Christian A1 - Wilsch, Gerd T1 - New possibilities for concrete analysis 4.0 with the Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) N2 - In civil engineering the damage assessment of concrete infrastructures is an important task to monitor and ensure the estimated life-time. The aging of concrete is caused by different damage processes like the chloride induced pitting corrosion of the reinforcement. The penetration depth and the concentration of harmful species are crucial factors in the damage assessment. As a highly cost and time-consuming standard procedure, the analysis of concrete drill cores or drilling by wet-chemistry is widely used. This method provides element concentration to the total mass as aggregates and binder are homogenized. In order to provide a method that is capable to detect the element concentration regarding the cement content only, the laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) will be presented. The LIBS method uses a focused pulsed laser on the sample surface to ablate material. The high-power density and the laser-material interaction causes a laser-induced plasma that emits elemental and molecular line emission due to energy transition of the excited species in the plasma during the cooling phase. As each element provides element-specific line emission, it is in principle possible to detect any element on the periodic table (spectroscopic fingerprint) with one laser shot. In combination with a translation stage the sample under investigation can be spatially resolved using a scan raster with a resolution up to 100 µm (element mapping). Due to the high spatial resolution, the element distribution and the heterogeneity of the concrete can be evaluated. By using chemometrics the non-relevant aggregates can be excluded from the data set and the element concentration can be quantified and referred to a specific solid phase like the binding matrix (cement) only. In order to analyze transport processes like diffusion and migration the twodimensional element distributions can provide deep insight into the transport through the pore space and local enrichments of elements. As LIBS is a multi-elemental method it is also possible to compare the ingress and transport process of different elements like Cl, Na, K, S, C, and Li simultaneously and evaluate cross-correlations between the different ions. Furthermore, the element mapping allows to visualize the transport along cracks. This work will show the state of the art in terms of hardware and software for an automated LIBS system as well as different application for a concrete analysis 4.0. Focus will be the application of LIBS for a fast concrete analysis. T2 - SMAR 2019 CY - Potsdam, Germany DA - 27.08.2019 KW - Damage KW - LIBS KW - Concrete KW - Mapping KW - Chlorine PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-517282 UR - https://www.ndt.net/?id=24963 SN - 1435-4934 VL - 25 IS - 1 SP - 1 EP - 8 PB - NDT.net CY - Kirchwald AN - OPUS4-51728 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Nerger, Deborah A1 - Moosavi, Robabeh A1 - Bracklow, F. A1 - Hering, M. A1 - Kühn, T. A1 - Curbach, M. A1 - Hille, Falk A1 - Rogge, Andreas ED - Papadrakakis, M. ED - Fragiadakis, M. ED - Papadimitriou, C. T1 - Impact damage characterization at RC plates with planar tomography and FEM N2 - Prediction of dynamic effects of reinforced concrete structures under impact loading is a technical challenge. This is a consequence of the great variability of the physical properties resulting from the wide adaptability of reinforced concrete and a consequence of the wide range of impact loading. Experiments and numerical investigations are normally used on a small scale to address the problem. In this paper, impact tests on reinforced conrete plates with the lateral dimensions of 1.5 m x 1.5 m and a thickness of 30 cm are presented. In bending reinforcement, besides the velocity two properties are varied, the diameter and the spatial distribution of the rebars. Experiments are performed at the Otto-Mohr-Laboratory of the Institute of Concrete Structures of the Technische Universit¨at Dresden. Due to the accelerated fall of the impactor the velocity ranges between 20 and 70 m/s. In addition to the measured quantities such as bearing forces, accelerations are also measured at 4 different positions on and under the plate, as well as the deflection at several positions. The measured data are used for the analysis of the damage form and the numerical examinations with the program Ansys Autodyn and the material model after Drucker-Prager. Numerical investigations support the tests, with detailed analysis of individual effects. These numerical computations and the planar tomographic investigations were carried out at BAM in Berlin. With the help of planar tomographic evaluation, the damaged structure is made visible and compared with the numerical results. Influences of the bending reinforcement are explained on the basis of damage evaluation in the local area and on selected measured values. In addition to the test evaluation, the tomographic and numerical methods are presented. T2 - XI International Conference on Structural Dynamics (EURODYN 2020) CY - Online meeting DA - 23.11.2020 KW - Post-impact evaluation KW - Damage characterization KW - Planar tomography KW - Drucker-Prager KW - Ansys Autodyn PY - 2020 SN - 978-618-85072-2-7 VL - 1 SP - 2521 EP - 2543 PB - Institute of Structural Analysis and Antiseismic Research, School of Civil Engineering, National Technical University of Athens (NTUA), Greece CY - Athens, Greece AN - OPUS4-51769 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - INPR A1 - Ahmadi, Samim A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Burgholzer, P. A1 - Jung, P. A1 - Caire, G. T1 - Laser excited super resolution thermal imaging for nondestructive inspection of internal defects N2 - A photothermal super resolution technique is proposed for an improved inspection of internal defects. To evaluate the potential of the laser-based thermographic technique, an additively manufactured stainless steel specimen with closely spaced internal cavities is used. Four different experimental configurations in transmission, reflection, stepwise and continuous scanning are investigated. The applied image post-processing method is based on compressed sensing and makes use of the block sparsity from multiple measurement events. This concerted approach of experimental measurement strategy and numerical optimization enables the resolution of internal defects and outperforms conventional thermographic inspection techniques. KW - Super resolution KW - Photothermal KW - Imaging KW - Compressed sensing KW - Internal defects KW - Nondestructive testing PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-518866 DO - https://doi.org/10.48550/arXiv.2007.03341 SN - 2331-8422 SP - 1 EP - 9 PB - Cornell University CY - Ithaca, NY AN - OPUS4-51886 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Léonard, Fabien T1 - Overview of XCT data processing workflow for ammonium nitrate prills quantitative analysis N2 - This video presents the data processing workflow that was developed to perform the quantitative structural and morphological analysis of ammonium nitrate prills by x-ray computed tomography. KW - ANFO KW - Data processing KW - Explosives KW - Porosity KW - Surface area KW - XCT PY - 2020 DO - https://doi.org/10.5281/zenodo.3611339 PB - Zenodo CY - Geneva AN - OPUS4-51897 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gottlieb, C. A1 - Bohling, C. A1 - Millar, S. A1 - Günther, Tobias A1 - Wilsch, Gerd ED - Krieger, J. ED - Isecke, B. T1 - Schnelle ortsaufgelöste Chloridbestimmung mit der laserinduzierten Plasmaspektroskopie (LIBS) N2 - Im Zuge der Ist-Zustandserfassung von Stahl- und Spannbetonbauwerken spielt die chemische Analyse von Beton eine zentrale Rolle. Durch den externen Eintrag von schädigenden Substanzen wie Chlorid oder Alkalien aus Tausalzen oder Meerwasser, kann u.U. der Beton und/oder die Stahlbewehrung angegriffen werden. Bei Überschreitung kritischer korrosionsauslösender Chloridgehalte, z.B. bei Stahlbeton 0,4 M.-% (bzw. 0,5 M.-%) und Spannbeton 0,2 M.-% bezogen auf den Zement, erhöht sich das Risiko für eine Chlorid-induzierte Korrosion. Für die Beurteilung eines Instandsetzungsbedarfs und, sofern notwendig, der Erarbeitung eines Instandsetzungskonzeptes muss nach der Rili-SIB1 ein sachkundiger Planer herangezogen werden. Standardmäßig werden für die chemische Analyse Bohrkerne bzw. Bohrmehlproben aus dem zu untersuchenden Bauwerk entnommen und nach aufwendiger Probenvorbereitung nasschemisch analysiert (nach DAfStb Heft 401 oder DIN 14629). Dabei wird der Gesamtchloridgehalt bezogen auf die Einwaage angegeben. Eine Umrechnung auf den Zementgehalt erfolgt i.d.R. durch Schätzwerte. Der Einsatz der laserinduzierten Plasmaspektroskopie (LIBS) wird seit Mitte der 90er Jahren an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung erforscht, um den Chloridgehalt durch eine ortsaufgelöste Elementanalyse an einer Betonprobe möglichst genau zu ermitteln. Die zweidimensionale LIBS-Messung mit einer lateralen Auflösung von 100 µm x 100 µm erlaubt die Berücksichtigung der Heterogenität von Beton. Dabei lassen sich die Bindemittelmatrix und die Gesteinskörnung separat betrachten, wodurch sich die Aussagekraft der Ergebnisse und somit die Sicherheit der chemischen Zustandserfassung erhöht. Durch die stetige Weiterentwicklung von Komponenten wie Laser, Spektrometer und analytischer Auswerteroutinen sind mittlerweile automatisierte Systeme für die schnelle LIBS-Analyse auf dem Markt verfügbar. In diesem Vortrag wird der aktuelle Stand der Technik anhand von Praxisbeispielen präsentiert und entscheidende Vorteile gegenüber dem Standardverfahren herausgestellt. Aufgrund der Möglichkeit für eine simultane Multielementanalyse mit LIBS werden weitere Anwendungen, wie z.B. die Ermittlung der Karbonatisierungstiefe, Untersuchungen von Transportprozessen, Chlorideintrag entlang von Rissen oder Untersuchungen von Elementverteilungen im Kontext einer AKR vorgestellt. T2 - 4. Brückenkolloquium CY - Online meeting DA - 08.09.2020 KW - Chloride KW - Beton KW - LIBS KW - Schädigung PY - 2020 SN - 978-3-8169-3518-6 SP - 465 EP - 471 PB - Narr Francke Attempto Verlag GmbH + Co. KG CY - Tübingen AN - OPUS4-51681 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bulling, Jannis A1 - Jurgelucks, B. A1 - Prager, Jens A1 - Walther, A. T1 - Ein inverses Verfahren zur Schadensrekonstruktion mittels geführter Wellen N2 - Eine zentrale Aufgabe der zerstörungsfreien Prüfung und der Strukturüberwachung (engl. Structural Health Monitoring - SHM) mit Ultraschallwellen ist die Bewertung von Schäden in Bauteilen. In vielen Bauteilen, wie zum Beispiel platten- und schalenförmigen Strukturen, Rohrleitungen oder Laminaten, breitet sich der Ultraschall in Form geführter Wellen aus. Zwar haben geführte Wellen eine relativ große Reichweite innerhalb des Bauteils und ermöglichen so eine großflächige Prüfung, ihre multimodalen und dispersiven Eigenschaften erschweren jedoch die Analyse der vom Schaden kommenden Reflexionen. Eine Möglichkeit, die Messsignale zu interpretieren und die Schäden zu charakterisieren, ist deren Vergleich mit der Wellenausbreitung in einem digitalen Modell. Hierbei stellt sich die Aufgabe, den Schaden im digitalen Modell anhand der Messdaten zu rekonstruieren. Diese Rekonstruktion beschreibt ein inverses Problem, das mehrere Vorwärtsrechnungen braucht, um das Schadensmodell an die Messdaten anzupassen. Durch die kleine Wellenlänge von Ultraschallwellen sind klassische Vorwärtsmethoden wie die Finte Elemente Methode rechenintensiv, weshalb die Autoren die semi-analytische Scaled Boundary Finite Element Method (SBFEM) benutzen, um den Rechenaufwand zu verringern. Im Beitrag wird ein inverses Verfahren basierend auf dem Automatischen Differenzieren in Kombination mit der SBFEM vorgestellt und an verschiedenen Schadenstypen in 2D-Querschnittmodellen von Wellenleitern getestet. In der präsentierten Vorstudie werden dafür „Messdaten“ aus unabhängigen Simulationen verwendet. T2 - DAGA 2021 - 47. Jahrestagung für Akustik CY - Vienna, Austria DA - 15.08.2021 KW - SBFEM KW - Inverse Probleme KW - SHM KW - NDT KW - AD PY - 2021 SP - 1 EP - 4 PB - Deutsche Gesellschaft für Akustik (DEGA) CY - Berlin AN - OPUS4-53305 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Wiesner, Anja A1 - Neumann, Patrick P. A1 - Krentel, Daniel A1 - Patzelt, Anne-Katrin T1 - Übersicht IFAFRI Capability Gaps N2 - Die zehn Capability Gaps der IFAFRI (International Forum to Advance First Responder Innovation) werden zusammengefasst und übersichtlich dargestellt. KW - BOS KW - KMU KW - IFAFRI KW - Security KW - Safety PY - 2021 SP - 1 EP - 10 CY - Berlin AN - OPUS4-53624 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Melzer, Michael A1 - Fischer, Michael A1 - Thomas, Marcus A1 - Subaric-Leitis, Andreas A1 - Bartholmai, Matthias T1 - Calibration Service as a Gateway to Sustainable Research and Development N2 - Over decades, the German Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM) has established a sophisticated calibration laboratory for force, temperature and electrical quantities. Since more than 15 years it is accredited, currently by the national accreditation body (DAkkS), and offers its service also to external entities on a global scale. As a public provider, we are furthermore committed to research and development activities that demand measurements with highest quality and low level of uncertainties. Two R&D examples are highlighted within this contribution. T2 - SMSI 2020 CY - Meeting was canceled DA - 22.06.2020 KW - Calibration of force KW - Calibration of temperature KW - Calibration of electrical quantities KW - Measurement uncertainty KW - New sensor principles PY - 2020 SN - 978-3-9819376-2-6 DO - https://doi.org/10.5162/SMSI2020/E3.3 SP - 374 EP - 375 AN - OPUS4-51222 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bulling, Jannis A1 - Franosch, Georg A1 - Lugovtsova, Yevgeniya A1 - Prager, Jens ED - Rizzo, P. ED - Milazzo, A. T1 - Sensitivity of Ultrasonic Guided Waves to Elastic Constants: A Numerical Study N2 - The dispersive properties of Lamb waves can be utilised for material characterisation because the frequency-wavenumber-relationship, as well as the group velocity, depend on material parameters. These dependencies make a non-destructive estimation of an elastic constant possible. This preliminary study investigates the sensitivity of dispersion curves caused by a change in elastic constants. The Scaled Boundary Finite Element Method is used to compute special dispersion curves, which show the sensitivity value of the frequency and group velocity as a colour value. This representation allows for easy identification of patterns and local effects. Two sets of dispersion curves are presented, one set for a steel plate and the other set for a plate made of a carbon fibre reinforced polymer. In general, we notice that the sensitivity often increases with the frequency and that higher-order modes seem to be more suitable for material characterisation. Moreover, specific modes respond to material changes while others are relatively unaffected, which must be taken into consideration for material characterisation. T2 - European Workshop on Structural Health Monitoring (EWSHM 2020) CY - Online meeting DA - 06.07.2020 KW - Scaled Boundary Finite Element Method KW - Lamb waves KW - Dispersion curves KW - Carbon fibre reinforced polymer KW - Transverse isotropy PY - 2021 SN - 978-3-030-64593-9 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-030-64594-6_73 VL - 127 SP - 759 EP - 768 PB - Springer CY - Cham AN - OPUS4-51986 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -