TY - JOUR A1 - Schade, U. A1 - Dawei, C. A1 - Puskar, L. A1 - Ritter, E. A1 - Beckmann, Jörg T1 - Removal of Etalon Features in the Far-Infrared–Terahertz Transmittance Spectra of Thin Polymer Films N2 - Etalon features in infrared spectra of stratified samples, their influence on the interpretation and methods to circumvent their presence in infrared spectra have been in discussion for decades. This paper focuses on the application of a method originally developed to remove interference fringes in the mid-infrared spectra for far-infrared Fourier transform spectroscopy on thin polymer films. We show that the total transmittance-reflectance technique, commonly used for mid-infrared, also works successfully in the far infrared spectral range where other approaches fail. Experimental spectra obtained by such technique are supported by model calculations and reveal the possibility and limits to obtain almost undisturbed far-infrared spectra which are suitable to determine low energy vibrations of ionomer salts under certain sample conditions. KW - Far-infrared spectroscopy KW - Absorption KW - Etalon feature KW - Total transmittance reflectance PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1177/0003702820922295 VL - 74 IS - 12 SP - 1530 EP - 1539 PB - Sage journals AN - OPUS4-51367 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Müller, Jan Peter A1 - Dell'Avvocato, G. A1 - Krankenhagen, Rainer T1 - Assessing overload-induced delaminations in glass fiber reinforced polymers by its geometry and thermal resistance N2 - The one-dimensional thermal quadrupole method is used to evaluate a pulsed thermography measurement at delaminations in a glass-fiber reinforced plastic plate quantitatively. The large-scale delaminations have been induced by tension overload and are air-filled and are usually located at the same depth as the notch bottom of a notch on the rear side. While classical evaluation methods like pulsed phase thermography and thermal Signal reconstruction are focused on the delamination depth only, the thermal quadrupole method determines spatially resolved two parameters for delaminations, delamination depth and local thermal resistance. Interestingly, lateral heat flows do not disturb this kind of depth evaluation. KW - Pulsed thermography KW - Delamination KW - Debond KW - Composite materials PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1016/j.ndteint.2020.102309 VL - 116 SP - 102309 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-50937 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Moskovchenko, A. I. A1 - Vavilov, V. P. A1 - Bernegger, Raphael A1 - Maierhofer, Christiane A1 - Chulkov, A. O. T1 - Detecting Delaminations in Semitransparent Glass Fiber Composite by Using Pulsed Infrared Thermography N2 - Thanks to its good strength/mass ratio, a glass fibre reinforced plastic (GFRP) composite is a common material widely used in aviation, power production, automotive and other industries. In its turn, active infrared (IR) nondestructive testing (NDT) is a common inspection technique for detecting and characterizing structural defects in GFRP. Materials to be tested are typically subjected to optical heating which is supposed to occur on the material surface. However, GFRP composite is semitransparent for optical radiation of both visual and IR spectral bands. Correspondingly, the inspection process represents a certain combination of both optical and thermal phenomena. Therefore, the known characterization algorithms based on pure heat diffusion cannot be applied to semi-transparent materials. In this study, the phenomenon of GFRP semi-transparency has been investigated numerically and experimentally in application to thermal NDT. Both Xenon flash tubes and a laser have been used for thermal stimulation of opaque and semi-transparent test objects. It has been shown that the Penetration of optical heating radiation into composite reduces detectability of shallower defects, and the signal-to-noise ratio can be enhanced by applying the technique of thermographic signal reconstruction (TSR). In the inspection of the semi-transparent GFRP composite, the most efficient has been the laser heating followed by the TSR data processing. The perspectives of defect characterization of semi-transparent materials by using laser heating are discussed. A neural network has been used as a candidate tool for evaluating defect depth in composite materials, but its training should be performed in identical with testing conditions. KW - Infrared thermography KW - Thermal testing KW - GFRP KW - Semi-transparent composite KW - Laser heating PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1007/s10921-020-00717-x VL - 39 SP - 69 PB - Springer Science+Business Media, LLC, part of Springer Nature 2020 AN - OPUS4-51179 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kruschwitz, Sabine A1 - Völker, Christoph T1 - Challenges in Intelligent Computing for Non destructive testing in civil engineering – today and tomorrow N2 - A large amount of data and information is collected in the field of non-destructive testing (NDT) in civil engineering. The weakly structured data are usually evaluated with regard to specific testing tasks (e.g. geometry determination, damage localization, quality assurance). While the data offers great economic potential, i.e. to support construction planning, monitoring and maintenance processes, the evaluation is manual and case-by-case and therefore too inefficient for broader applications. We present recent visions and approaches how these large amounts of data need to be handled in the future and how we aim to make the acquired knowledge accessible to our stakeholders. Building on initiatives in materials research, we stress the importance of further research in the field of semantic data integration particularly motivate why an ontology is needed for the area of NDT in civil engineering. T2 - EG-ICE 2020 CY - Online meeting DA - 01.07.2020 KW - Data analysis KW - Non destructive testing KW - Computational engineering KW - AI PY - 2020 AN - OPUS4-50971 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kruschwitz, Sabine A1 - Halisch, M. A1 - Dlugosch, R. A1 - Prinz, Carsten T1 - Toward a better understanding of low-frequency electrical relaxation - An enhanced pore space characterization N2 - Relaxation phenomena observed in the electrical low-frequency range (approximately 1 mHz-10 kHz) of natural porous media like sandstones is often assumed to be directly related to the dominant (modal) pore throat sizes measured, for instance, with mercury intrusion porosimetry. Attempts to establish a universally valid relationship between pore size and peak Spectral Induced Polarization (SIP) relaxation time have failed, considering sandstones from very different origins and featuring great variations in textural and chemical compositions as well as in geometrical pore space properties. In addition working with characteristic relaxation times determined in Cole-Cole or Debye decomposition fits to build the relationship have not been successful. In particular, samples with narrow pore throats are often characterized by long SIP relaxation times corresponding to long “characteristic length scales” in these media, assuming that the diffusion coefficients along the electrical double layer were constant. Based on these observations, three different types of SIP relaxation can be distinguished. We present a new way of assessing complex pore spaces of very different sandstones in a multi-methodical approach to combine the benefits of mercury intrusion porosimetry, micro-computed tomography, and nuclear magnetic resonance. In this way, we achieve much deeper insight into the pore space due to the different resolutions and sensitivities of the applied methods to both pore constrictions (throats) and wide pores (pore bodies). We experimentally quantify pore aspect ratios and volume distributions within the two pore regions. We clearly observe systematic differences between three SIP relaxation types identified previously and can attribute the SIP peak relaxation times to measured characteristic length scales within our materials. We highlight selected results for a total of nine sandstones. It seems that SIP relaxation behavior depends on the size difference of the narrow pore throats to the wide pore bodies, which increases from SIP Type 1 to Type 3. KW - µ-CT KW - Spectral induced polarization KW - Nuclear magnetic resonance KW - Pore space PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-509763 DO - https://doi.org/10.1190/GEO2019-0074.1 SN - 0016-8033 VL - 85 IS - 4 SP - MR257 EP - MR270 PB - Society of Exploration Geophysicists AN - OPUS4-50976 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Munsch, Sarah Mandy A1 - Strangfeld, Christoph A1 - Kruschwitz, Sabine T1 - Ermittlung des Flüssigwasseranteils an voll- und teilgesättigten Sandsteinen mittels 1H-NMR und Hygrometrie N2 - Da Feuchte insbesondere in Form von Flüssigwasser ein hohes Schadenspotential für Baustoffe und Konstruktionen darstellt, finden zerstörungsfreie Verfahren wie die Kernspinresonanz (NMR) zunehmend Einsatz im Bauwesen. Auch wenn zur qualitativen Lokalisierung möglicher Schad- und Risikostellen bereits zahlreiche zerstörungsfreie Verfahren in der Praxis Anwendung finden, so besteht beispielweise bei der Porenraumcharakterisierung und dem Verständnis von Feuchtetransportmechanismen weiterhin Forschungsbedarf. Eine besondere Herausforderung stellt in diesem Zusammenhang die (ortsaufgelöste) Erfassung und Quantifizierung von Feuchteverteilungen bei Teilsättigung dar. Mittels 1H-NMR lassen sich der Wassergehalt sowie die Relaxationszeiten der Wasserstoffprotonen in Abhängigkeit von ihrer Bindungsart und der Porenumgebung messen. In vollgesättigten porösen Baustoffen kann somit das NMR-Signal als Porengrößenverteilung interpretiert werden. Da aber in der Praxis nur selten bis nie vollgesättigte Zustände vorliegen, befasst sich eine laufende Forschungsarbeit mit dem Verständnis der NMR-Signale teilgesättigter Porensysteme, die teilweise multimodale Porengrößenverteilungen aufweisen. Im Rahmen dieser Arbeit werden insgesamt 19 Sandsteine aus Deutschland, Tschechien und Italien sowohl im voll- als auch im teilgesättigten Zustand mit NMR untersucht. Definierte teilgesättigte Zustände werden durch Aufsättigen der Proben in Exsikkatoren mit verschiedenen relativen Luftfeuchten (z. B. 33 %, 75 %, 96%) erzeugt. Die Regulierung der Luftfeuchten erfolgt mit Hilfe von gesättigten Salzlösungen. Als Ergebnis wird die Veränderung der Signalamplitude und der T2-Relaxationszeitenverteilungen in Abhängigkeit von dem Feuchtezustand näher betrachtet. Des Weiteren erfolgt die Berechnung des Flüssigwasseranteils bzw. der adsorbierten Wasserfilmdicke einzelner Poren aus der mit Quecksilberporosimetrie bestimmten Porengrößenverteilung und der Annahme einer Porengeometrie (z.B. Schlitz-, Zylinderpore, etc.). Am Ende dieser Arbeit soll der Zusammenhang des NMR-Signals (Amplitude und Relaxationszeiten) mit dem Porensättigungsgrad in einem Porensystem mit multimodaler Porengrößenverteilung bei Teilsättigung aufgezeigt werden. T2 - Jahrestagung der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft CY - Online meeting DA - 18.05.2020 KW - NMR KW - Sandstein KW - Flüssigwasser KW - Teilsättigung KW - Hygrometrie PY - 2020 N1 - Geburtsname von Munsch, Sarah Mandy: Nagel, S. M. - Birth name of Munsch, Sarah Mandy: Nagel, S. M. AN - OPUS4-50861 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 - Multivariate Auswertung von Radarsignalen zur Bestimmung typischer Feuchteschäden in Fußböden N2 - Leitungswasserschäden nahmen im Jahr 2018 mit rund 2,9 Milliarden Euro den größten Posten bei Gebäudeversicherungen ein und verursachten damit mehr Kosten, als Elementar-, Feuer, Sturm- und Hagelschäden zusammen. Neutronensonden helfen hier bereits bei der horizontalen Eingrenzung eines Feuchteschadens, wobei die vertikale Unterscheidung betroffener Schichten nur durch die zerstörende Entnahme von Bohrkernen vorgenommen werden kann. Der parallele Einsatz des Radarverfahrens soll hier mit seiner hohen Sensitivität für Wasser künftig zu einem erhöhten Informationsgehalt beitragen und eine kostengünstigere Schadensdiagnose und Planung der Reparaturmaßnahmen ermöglichen. In einem laufenden Forschungsvorhaben werden in systematischen Laborstudien gängige Schadensfälle an häufig anzutreffenden Fußbodenaufbauten simuliert und deren Einfluss auf das Radarverfahren untersucht. Die Bewertung der Schadensträchtigkeit zugeführter Wassermengen erfolgt mithilfe von Luftfeuchtesensoren, welche in der Dämmebene platziert sind. Beim Aufbau der Fußbodenstrukturen kommen Zement- und Anhydritestriche, sowie die Dämmmaterialen Styropor, Styrodur, Glaswolle und Perlite-Schüttung mit variierenden Schichtdicken zum Einsatz. Die Robustheit der zu entwickelnden Messmethode gegenüber derartig verschiedenen und in der Praxis häufig unbekannten Schichtstrukturen stellt eine besondere Herausforderung dar und soll durch den Einsatz multivariater Datenauswertung erhöht werden. Diesbezüglich empfehlen bisherige Ergebnisse die Betrachtung der örtlichen Verteilungen qualitativer Signalmerkmale wie Amplituden, Laufzeiten und Frequenzen im Radargramm (B-Scan). Deren Eignung für reale Schadensfälle außerhalb der Laborumgebung wird hierbei stets kritisch hinterfragt und soll weiterführend an Praxiseinsätzen validiert werden. T2 - 80. Jahrestagung der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft CY - Online Meeting DA - 18.05.2020 KW - Radar KW - Feuchte KW - Fußboden KW - Multivariate Datenauswertung PY - 2020 AN - OPUS4-50862 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bruno, Giovanni A1 - Chen, C. A1 - Müller, Bernd R. A1 - Kupsch, Andreas A1 - Onel, Yener A1 - Staude, A. A1 - Prinz, Carsten A1 - Stroh, Julia A1 - Feldmann, Ines T1 - Orientation of pore space in diesel particulate filter materials N2 - Porous ceramic diesel particulate filters (DPFs) are extruded products that possess macroscopic anisotropic mechanical and thermal properties. This anisotropy is caused by both morphologic features (mostly the orientation of porosity) and crystallographic texture. We systematically studied those two aspects in a cordierite and two aluminum titanate (AT) ceramic materials of different porosity using mercury porosimetry, gas adsorption, electron microscopy, X-ray diffraction, and X-ray refraction radiography. We found that a lower porosity in AT content implies a larger isotropy of both the crystal texture and the porous space orientation. We also found that, analogous to cordierite, AT crystallites do align with their axis of negative thermal expansion along the extrusion direction. However, unlike what found for cordierite, the aluminium titanate crystallite form is such that a more pronounced (0 0 2) texture along the extrusion direction implies porosity aligned perpendicular to it. T2 - 6th Cellular Materials CellMAT 2020 CY - Online meeting DA - 07.10.2020 KW - Microstructure-property relations KW - Preferred orientation KW - X-ray refraction KW - Pore orientation KW - Crystal structure KW - Extrusion PY - 2020 AN - OPUS4-51451 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klewe, Tim T1 - Signalmerkmale des Radarverfahrens zur Klassifizierung von Feuchteschäden in Fußbodenaufbauten N2 - Zur Eingrenzung und Klassifizierung auftretender Feuchteschäden in geschichteten Fußbodenaufbauten wird bereits seit vielen Jahren das Neutronensondenverfahren eingesetzt. Während eine Eingrenzung des Schadens bereits durch die zerstörungsfrei aufgenommenen Messdaten möglich ist, erfordert die Klassifizierung zeit- und kostenintensive Sondierungsbohrungen. Die somit gewonnenen Tiefeninformationen zur Lage des Flüssigwassers tragen maßgeblich zur Planung der erforderlichen Reparaturarbeiten bei, was die Frage nach einer zerstörungsfreien Alternative zur vertikalen Lokalisierung von Feuchte in Fußböden stellt. Das Radarverfahren ist mit seiner hohen Sensitivität für Wasser besonders geeignet und soll künftig zur automatisierten Klassifizierung typischer Schadensfälle beitragen. In einem laufenden Forschungsvorhaben werden in systematischen Laborstudien gängige Schadensfälle an häufig anzutreffenden Fußbodenaufbauten simuliert und deren Einfluss auf die genannten Verfahren untersucht. Hierbei kommen Zement- und Anhydritestriche, sowie unterschiedliche Dämmmaterialen mit variierenden Schichtdicken zum Einsatz. Wesentlicher Bestandteil der Auswertung ist die Extraktion signifikanter Signalmerkmale des Radarverfahrens, welche Rückschlüsse auf den Schadensfall und ggf. die Wassermenge zulassen. Die Robustheit gegenüber unterschiedlichsten Aufbauten mit wechselnden Schichtdicken und Materialien steht hierbei besonders im Fokus. Erste Ergebnisse empfehlen die Betrachtung der örtlichen Verteilung bestimmter Signalmerkmale im Radargramm (B-Scan), um eine Klassifizierung der Schadensfälle vornehmen zu können. T2 - Fachtagung Bauwerksdiagnose 2020 CY - Berlin, Germany DA - 13.02.2020 KW - Radar KW - Feuchte KW - Signalmerkmale KW - Klassifikation PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-504143 AN - OPUS4-50414 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Ahmadi, Samim A1 - Burgholzer, P. A1 - Mayr, G. A1 - Jung, P. A1 - Caire, G. A1 - Ziegler, Mathias T1 - Photothermal super resolution imaging: A comparison of different thermographic reconstruction techniques N2 - This paper presents different super resolution reconstruction techniques to overcome the spatial resolution limits in thermography. Pseudo-random blind structured illumination from a onedimensional laser array is used as heat source for super resolution thermography. Pulsed thermography measurements using an infrared camera with a high frame rate sampling lead to a huge amount of data. To handle this large data set, thermographic reconstruction techniques are an essential step of the overall reconstruction process. Four different thermographic reconstruction techniques are analyzed based on the Fourier transform amplitude, principal component analysis, virtual wave reconstruction and the maximum thermogram. The application of those methods results in a sparse basis representation of the measured data and serves as input for a compressed sensing based algorithm called iterative joint sparsity (IJOSP). Since the thermographic reconstruction techniques have a high influence on the result of the IJOSP algorithm, this paper Highlights their Advantages and disadvantages. KW - Super resolution KW - Compressed sensing KW - Laser thermography KW - Virtual wave KW - Defect reconstruction PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1016/j.ndteint.2020.102228 VL - 111 SP - 2228 PB - Elsevier Ltd. CY - Netherlands AN - OPUS4-50419 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -