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 - TY - CONF A1 - Klewe, Tim A1 - Strangfeld, Christoph A1 - Ritzer, Tobias A1 - Kruschwitz, Sabine ED - Littmann, K. T1 - Zerstörungsfreie Lokalisierung von Flüssigwasser in Fußböden durch Kombination von Radar und Neutronensonde N2 - Das Neutronensondenverfahren wird bereits seit vielen Jahren erfolgreich zur Eingrenzung und Quantifizierung auftretender Feuchteschäden an Fußböden eingesetzt. Hierzu bedarf es jedoch einer Vielzahl zerstörender Sondierungsbohrungen, welche die gewonnenen Messdaten kalibrieren und eine Tiefenzuordnung des Flüssigwassers zulassen. Dadurch entsteht ein zeitlicher und finanzieller Aufwand, der durch den parallelen Einsatz des elektromagnetischen Radarverfahrens vermieden werden könnte. Mit seiner hohen Sensitivität für Wasser bietet diese Messmethode die Möglichkeit der vertikalen Lokalisierung von Feuchte, was zu einer automatisierten Klassifizierung typischer Schadensfälle beitragen soll. 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. Weiterführend sollen die Kombinationsmöglichkeiten der verschiedenen Signalmerkmale und der Neutronensondendaten durch Methoden der multivariaten Datenauswertung und des maschinellen Lernens geprüft werden. Die Unabhängigkeit gegenüber wechselnden Schichtdicken und Materialien steht hierbei besonders im Fokus und soll anhand der erzielten Ergebnisse evaluiert werden. T2 - 10. Kolloquium Industrieböden - Fachtagung über stark beanspruchte Bodenkonstruktionen CY - Esslingen, Germany DA - 03.03.2020 KW - Radar KW - Feuchte KW - Neutronensonde PY - 2020 SN - ISBN 978-3-8169-8505-1 (ePDF) SN - ISBN 978-3-8169-3505-6 (Print) SP - 179 EP - 185 PB - Expert Verlag CY - Tübingen AN - OPUS4-50589 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kruschwitz, Sabine A1 - Klewe, Tim A1 - Strangfeld, Christoph A1 - Ritzer, Tobias T1 - Zerstörungsfreie Lokalisierung von Flüssigwasser in Fußböden durch Kombination von Radar und Neutronensonde N2 - Das Neutronensondenverfahren wird bereits seit vielen Jahren erfolgreich zur Eingrenzung und Quantifizierung auftretender Feuchteschäden an Fußböden eingesetzt. Hierzu bedarf es jedoch einer Vielzahl zerstörender Sondierungsbohrungen, welche die gewonnenen Messdaten kalibrieren und eine Tiefenzuordnung des Flüssigwassers zulassen. Dadurch entsteht ein zeitlicher und finanzieller Aufwand, der durch den parallelen Einsatz des elektromagnetischen Radarverfahrens vermieden werden könnte. Mit seiner hohen Sensitivität für Wasser bietet diese Messmethode die Möglichkeit der vertikalen Lokalisierung von Feuchte, was zu einer automatisierten Klassifizierung typischer Schadensfälle beitragen soll. 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. Weiterführend sollen die Kombinationsmöglichkeiten der verschiedenen Signalmerkmale und der Neutronensondendaten durch Methoden der multivariaten Datenauswertung und des maschinellen Lernens geprüft werden. Die Unabhängigkeit gegenüber wechselnden Schichtdicken und Materialien steht hierbei besonders im Fokus und soll anhand der erzielten Ergebnisse evaluiert werden. T2 - 10. Kolloquium Industrieböden CY - Esslingen, Germany DA - 03.03.2020 KW - Radar KW - Feuchte KW - Neutronensonde PY - 2020 AN - OPUS4-50590 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beckmann, Jörg A1 - Puskar, Ljiljana A1 - Schade, U. A1 - Jaunich, Matthias A1 - Wolff, Dietmar A1 - Bär, Sylke T1 - Photolytically and Thermally Initiated Destruction on the Stability of (Ultra)High Molecular Polyethylene N2 - THz and mid IR spectroscopy of high-molecular PE (HMW) and ultra high-molecular PE (UHMW) reveals modifications of the molecular structure. Characteristic absorption bands are changed if the two materials are exposed by γ-Co60 radiation up to 600 kGy and subsequently stored at an annealing temperature of 398 K until for 729 days. UHMW-PE and HMW-PE behave differently during the ageing process because of their molecular weight and inherent structure distinctions. The spectroscopic data offer characteristic absorption bands, which have been used to describe the complete ageing process in more detail. For instance, the integral absorption in the B1u THz-region can be used to describe quantitatively the reduction of crystallinity. The formation of trans vinylene unsaturation and the decay of vinyl during ageing can be observed in detail in the mid IR range. T2 - 9th International Workshop on Terahertz Technology and Applications CY - Kaiserslautern, Germany DA - 03.03.2020 KW - Degradation KW - MID IR Spectroscopy PY - 2020 AN - OPUS4-50555 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Becker, S. A1 - Beckmann, Jörg A1 - Braun, M.-T. A1 - Cojocari, O. A1 - Feige, V. A1 - Fischer, B. A1 - Friederich, F. A1 - Globisch, B. A1 - Hechtfischer, G. A1 - Hens, K. A1 - Hübers, H.-W. A1 - Jelonnek, J. A1 - Jonuscheit, J. A1 - Keil, A. A1 - Kleine-Ostmann, T. A1 - Marquardt, E. A1 - Mayr, M. A1 - Nickel, H.-U. A1 - Nüßler, D. A1 - Peichl, M. A1 - Peters, O. A1 - Schür, J. A1 - Sprenger, T. A1 - Steiger, A. A1 - van Frank, S. A1 - Vieweg, N. A1 - Wilk, R. ED - Jonuscheit, J. ED - Marquardt, E. T1 - Terahertzsysteme und Anwendungsfelder N2 - Der Frequenzbereich der Terahertzwellen liegt im elektromagnetischen Spektrum zwischen den Mikrowellen und dem infraroten Licht – also etwa im Bereich von 0,1 bis 10 Terahertz (THz). Der VDI-Statusreport „Terahertzsysteme und Anwendungen“ stellt die unterschiedlichen Konzepte für Terahertzsysteme vor und zeigt Anwendungsbeispiele, bei denen die Terahertztechnik erfolgreich eingesetzt wird. Umfangreiche Literaturangaben ermöglichen eine intensivere Beschäftigung mit allen Themen des VDI-Statusreports. KW - Terahertzsysteme PY - 2020 UR - https://www.vdi.de/ueber-uns/presse/publikationen/details/terahertzsysteme-und-anwendungsfelder SP - 1 EP - 44 PB - Verein Deutscher Ingenieure (VDI) CY - Düsseldorf AN - OPUS4-50556 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Eckel, S. A1 - Zscherpel, Uwe A1 - Huthwaite, P. A1 - Paul, N. A1 - Schumm, A. T1 - Radiographic film system classification and noise characterisation by a camera-based digitisation procedure N2 - Extracting statistical characteristics from radiographic films is vital for film system classification and contrast sensitivity evaluation and serves as a basis for film noise simulation. A new method for digitising radiographic films in order to extract these characteristics is presented. The method consists of a camera-based setup and image processing procedure to digitise films. Correct optical density values and granularity can be extracted from the digitised images, which are equal to results obtained by standardised measurement procedures. Specific statistical characteristics of film noise are theoretically derived and subsequently verified by the obtained data, including characteristics such as Gaussianity and spatial spectral characteristics of the optical density fluctuations. It is shown that the presented method correctly measures the granularity of film noise and can therefore replace time-consuming microdensitometer measurements traditionally required for film system classifications. Additionally, the inherent unsharpness of film systems was investigated and compared with literature data. This comparison serves as another validation approach of the presented method. KW - Radiography KW - Image processing KW - Film noise KW - Film system classification KW - Digitisation PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1016/j.ndteint.2020.102241 SN - 0963-8695 VL - 111 IS - 4 SP - 102241 PB - Elsevier Ltd. CY - Amsterdam AN - OPUS4-50517 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Eckel, S. A1 - Huthwaite, P. A1 - Zscherpel, Uwe A1 - Schumm, A. A1 - Paul, N. T1 - Realistic film noise generation based on experimental noise spectra N2 - Generating 2D noise with local, space-varying spectral characteristics is vital where random noise fields with spatially heterogeneous statistical properties are observed and need to be simulated. A realistic, non-stationary noise generator relying on experimental data is presented. That generator is desired in areas such as photography and radiography. For example, before performing actual X-ray imaging in practice, output images are simulated to assess and improve setups. For that purpose, realistic film noise modelling is crucial because noise downgrades the detectability of visual signals. The presented film noise synthesiser improves the realism and value of radiographic simulations significantly, allowing more realistic assessments of radiographic test setups. The method respects space-varying spectral characteristics and probability distributions, locally simulating noise with realistic granularity and contrast. The benefits of this approach are to respect the correlation between noise and image as well as internal correlation, the fast generation of any number of unique noise samples, the exploitation of real experimental data, and its statistical non-stationarity. The combination of these benefits is not available in existing work. Validation of the new technique was undertaken in the field of industrial radiography. While applied to that field here, the technique is general and can also be utilised in any other field where the generation of 2D noise with local, space-varying statistical properties is necessary. KW - Nondestructive testing KW - Image quality KW - Noise simulation KW - Radiography PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1109/TIP.2019.2955284 SN - 1057-7149 VL - 29 SP - 2987 EP - 2998 PB - IEEE Xplore CY - Washington, D.C. AN - OPUS4-50518 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Munsch, Sarah Mandy A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Strangfeld, Christoph A1 - Kruschwitz, Sabine T1 - Ermittlung der Porosität von Sandsteinen - Vergleich von Quecksilberporosimetrie, Tauchwägung und NMR N2 - Die Porosität sowie die Porengrößenverteilung (PSD) eines Baustoffs sind wichtige petrophysikalische Eigenschaften, die Transportprozesse im Material beeinflussen und im direkten Zusammenhang mit der Schadensanfälligkeit stehen (Frost-Tau-Schäden, Schäden durch Salzeinträge und sauren Regen). Verfahren zur Ermittlung der Porosität stellen die Quecksilberporosimetrie (MIP), das Prinzip der Tauchwägung nach Archimedes (triple weighing method, TWM) und die Nuklear Magnetische Resonanz (NMR) dar. Das Hauptziel dieser Arbeit ist der Vergleich der drei Methoden für die Porositätsbestimmung. Als Untersuchungsmaterial wurde Sandstein gewählt. Als Baustoff wird Sandstein trotz einer teilweise geringen Festigkeit, aber aufgrund seiner Farbvielfalt häufig für Kulturbauten, Gehwegmaterial und Fassaden eingesetzt. Sandsteine weisen zudem meist eine hohe effektive Porosität (bis zu ca. 30 %) und teilweise breite Porengrößenspektren auf, wodurch Feuchte- und Ioneneinträge begünstigt werden und zu z. B. langfristigen Verfärbungen an Sandsteinfassaden führen können. Im Rahmen dieser Arbeit werden die Porositäten von 10 verschiedenen Sandsteinen aus Deutschland und Tschechien bestimmt. Für die Untersuchungen mittels TWM und NMR wurden für jede Sandsteinart zwei zylinderförmige Proben unter Unterdruck mit Leitungswasser aufgesättigt. Beim Vergleich der Verfahren liegt der Fokus insbesondere auf NMR und der verwendeten Gerätetechnik, die mit einer minimalen Echozeit von 50 µs ein Wasserstoffsignal in Sandsteinen aus bis zu ca. 2 nm kleine Poren erfassen kann. Darüber hinaus wird das Auflösungsvermögen von MIP und NMR bezüglich der Poren- bzw. Poreneingangsgrößen diskutiert. Für den Vergleich von NMR und MIP werden an ausgewählten Sandsteinproben ebenfalls die zusätzlich ermittelten PSD in Korrelation zueinander gebracht. Erste Ergebnisse zeigen eine gute Korrelation von NMR- und TWM-Daten, aber teilweise starke Abweichungen zu den mit MIP bestimmten Porositäten. Ergebnisse zu den PSD zeigen teilweise nahezu identische Kurvenverläufe. Jedoch ist die Abschätzung des Umrechnungsfaktors für die NMR-Daten ohne Hinzuziehen von zusätzlichen Referenzverfahren wie Röntgen-Computer-Tomographie oder Spektral Induzierte Polarisation teilweise sehr schwierig. T2 - Bauwerksdiagnose CY - Berlin, Germany DA - 13.02.2020 KW - NMR KW - Porosität KW - Sandsteine KW - Quecksilberporosimetrie KW - Tauchwägung PY - 2020 N1 - Geburtsname von Munsch, Sarah Mandy: Nagel, S. M. - Birth name of Munsch, Sarah Mandy: Nagel, S. M. AN - OPUS4-50405 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bertovic, Marija T1 - ZfP 4.0: Neue Herausforderungen für die Mensch-Maschine-Interaktion N2 - Im Zeitalter von Industrie 4.0 muss die zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) mit den Anforderungen Schritt halten. Die erfolgreiche Umsetzung von Digitalisierung, Automatisierung, komplexer Vernetzung, künstlicher Intelligenz, Assistenzsystemen, intelligenten Sensortechnologien usw. hängt stark mit einer erfolgreichen und optimalen Mensch-Maschine-Interaktion (MMI) zusammen. In der ZfP 4.0 wird sich die Rolle des Prüfers zum flexiblen Problemlöser und Entscheider verändern. Dieser Wandel wird andere Anforderungen an die Prüfer stellen und eine andere Organisation der Prüfung, Ausbildung etc. erfordern. Der Mensch wird also weiterhin im Mittelpunkt der ZfP stehen. Zu den Herausforderungen, die dieser Wandel mit sich bringen wird, gehören das Vertrauen in automatisierte Systeme und die Akzeptanz neuer Technologien, für die Wege gefunden werden müssen, um sie zu bewältigen. T2 - DGZfP AK Zwickau-Chemnitz CY - Zwickau, Germany DA - 28.01.2020 KW - Mensch-Maschine-Interaktion KW - Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) KW - Industrie 4.0 KW - ZfP 4.0 PY - 2020 AN - OPUS4-51918 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bertovic, Marija T1 - Reliability in NDT and the influence of human factors N2 - This presentation offers a holistic view on the assessment of reliability of NDT including the intrinsic reliability (typically expressed in terms of probability of detection (POD) curves), application, human and organisational factors. In addition to POD, advanced methods such as multiparameter POD, volume POD and POD for combined data are presented. Human and organisational factors in NDT require a systematic approach, i.e. it is not just the individual that determines how the inspections are carried out but also the interactions of individuals with the technology, team, organisation and the extra-organisational environment. Lessons learned from the literature as well as from own studies are presented. T2 - DFG SHM Netzwerk CY - Berlin, Germany DA - 27.01.2020 KW - Human Factors KW - Non-destructive testing (NDT) KW - Reliability PY - 2020 AN - OPUS4-51919 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bertovic, Marija T1 - Psychology at BAM: Is it science and how can we benefit from it? N2 - The aim of this presentation is twofold: first, to present the field of psychology including its research methods and, second, to show on an example how psychology can be used in material research. The example is of the study of human factors in non-destructive testing (NDT), in which the author has more than 10 years of experience. The conclusion is that psychological methods can be used to identify human-related problems during different tasks and to generate mitigation strategies that can be used to decrease human error and enhance safety. T2 - Abteilungsseminar der Abteilung 8 CY - Berlin, Germany DA - 20.04.2020 KW - Psychology KW - Human factors KW - Non-destructive testing (NDT) KW - Safety PY - 2020 AN - OPUS4-51920 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bertovic, Marija T1 - Human machine interaction in the era of industry 4.0 N2 - The fourth industrial revolution (also known as “Industry 4.0”) promises to relieve people from manual and physical work by developing cyber-physical systems and smart automation and thereby achieving a more efficient, reliable and safe performance. This will change people’s work from being operators of the system into becoming strategical decision makers and flexible problem solvers. This shift will require a new division of work between people and technical systems, a new division of responsibilities and new ways of interacting with technology, which in turn will pose new demands on people. People will require different physical and cognitive capabilities, different competencies and new strategies to cope with the upcoming challenges. The focus of Industry 4.0 is therefore on designing systems with human in the centre: systems that will extend people’s capabilities, that will allow collaborative work and take advantage of performances in which either people or technology excel. This presentation will focus on the benefits of consideration of human-machine interaction in the context of industry 4.0. T2 - Les assises de L’Industrie 4.0 CY - INSA Centre Val de Loire, Campus de Blois, France DA - 29.09.2020 KW - Human machine interaction KW - Industry 4.0 KW - NDT 4.0 KW - Safety KW - non-destructive testing (NDT) PY - 2020 AN - OPUS4-51921 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - D'Accardi, E. A1 - Krankenhagen, Rainer A1 - Ulbricht, Alexander A1 - Palumbo, D. A1 - Galietti, U. T1 - Capability of active thermography to detect and localize pores in Metal Additive Manufacturing materials N2 - A powerful tool to understand, demonstrate and explain the limits of the pulsed technique in terms of detectability and localizability of AM keyhole pores has been assessed by comparing the active thermographic approach (both experimental and FEM simulations) to Computed Tomography results; ✓ µCT results demonstrate that the intended defect geometry is not achieved; indeed a network of voids (microdefects consisting of small sharp-edged hollows with a complicated, almost fractal, inner surface) was found; ✓ both Exp-PT and FEM results explains clearly why no indication of defect related to the thermal contrasts could be found during the investigation of an uncoated surface. However, the application of further data evaluations focusing on the thermal behavior and emissivity evaluation (PPT post data processing) enable the detection of some defects; ✓ coating facilitates a closer inspection of inner defects, but inhomogeneities of the coating could impair the spatial resolution and lead to the emergence of hotspots (the FEM simulation reached its limit with this extreme geometry where a 25 µm thin disc is considered at a 1 cm thick specimen in millisecond time resolution); ✓ both Exp-PT and FEM results allow the conclusion that very short pulses of 200 ms or shorter should be sufficient to detect these defects below, but near the surface; besides a short duration of the thermal phenomenon it should be emphasized, about 0.04 s (high frame rate camera); T2 - Convegno AIAS 2020 CY - Online meeting DA - 02.09.2020 KW - Additive Manufacturing KW - Laser powderbed fusion KW - Pores KW - Thermography PY - 2020 AN - OPUS4-51922 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Waske, Anja A1 - Dzekan, D. A1 - Neumann, B. A1 - Berger, D. A1 - Sellschopp, K. A1 - Stork, A. A1 - Nielsch, K. A1 - Fähler, S. T1 - Energy Harvesting Using Thermomagnetic Generators with Magnetocaloric Materials N2 - To date, there are only very few technologies available for the conversion of low temperature waste heat to electricity. More than a century ago, thermomagnetic generators were proposed, which are based on a change of magnetization with temperature, switching a magnetic flux, which according to Faraday’s law induces a voltage. In this talk, we first describe the principle of thermomagnetic generators. Then we focus on the impact of topology of the magnetic circuit within thermomagnetic generators. We demonstrate that the key operational parameters strongly depend on the genus, i.e. the number of holes within the magnetic circuit. A pretzel-like topology of the magnetic circuit with genus =3 improves the performance of thermomagnetic generators by orders of magnitude. We will show that this technique is on its way to becoming competitive with thermoelectrics for energy harvesting near room temperature. T2 - TMS Annual Meeting CY - San Diego, CA, USA DA - 23.02.2020 KW - Materials science KW - Energy harvesting PY - 2020 AN - OPUS4-51903 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Waske, Anja A1 - Dzekan, D. A1 - Nielsch, K. A1 - Fähler, S. T1 - Materials for Thermomagnetic Harvesting of Low Temperature Waste Heat: N2 - Thermomagnetic materials are a new type of magnetic energy materials, which enable the conversion of low temperature waste heat to electricity by three routes: Thermomagnetic motors, generators and microsystems. Taking our recent work on thermomagnetic generators as a starting point, in this talk we analyse the material requirements for a more energy and economic efficient conversion. We will describe the influence of magnetisation change and heat capacity on thermodynamic efficiency, as well as the consequences of thermal conductivity on power density. Our analysis will allow selecting the best thermomagnetic materials in Ashby plots and illustrate the substantial different properties compared to magnetocaloric materials. Supported by DFG, project FA 453/14) T2 - TMS Annual Meeting CY - San Diego, CA, USA DA - 23.02.2020 KW - Materials science KW - Energy harvesting PY - 2020 AN - OPUS4-51904 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Waske, Anja T1 - Mikro-Computertomographie für die Werkstoffforschung N2 - Preisträgervortrag Georg-Sachs-Preis der DGM Röntgencomputertomographie (CT) ist heute ein Standardwerkzeug in der Materialcharakterisierung. Im Vortrag zeigen wir ihre Anwendung für die Untersuchung magnetischer Funktionsmaterialien, additiv gefertigter Bauteile und deren Feedstockpulver und stellen erste CT-Ergebnisse biogener Feedstockpulver vor. T2 - DGM-Tag 2020 CY - Online meeting DA - 21.09.2020 KW - X-ray imaging KW - Non-destructuve testing PY - 2020 AN - OPUS4-51906 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schumacher, David T1 - From W. C. Röntgen to modern Tomography N2 - A not complete review of X-Ray related milestones from 1895 to the 21st century. T2 - ITN GW4SHM, First Training Event CY - Online Meeting DA - 23.11.2020 KW - X-Ray KW - Computed Tomography KW - Laminography KW - Digital Detector Arrays KW - Wilhelm Conrad Röntgen PY - 2020 AN - OPUS4-51881 LA - eng 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 - Oster, Simon 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 AN - OPUS4-51579 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger A1 - Ewert, Uwe A1 - Waske, Anja A1 - Funk, Alexander T1 - Radiographic Visibility Limit of Pores in Metal Powder for Additive Manufacturing N2 - The quality of additively manufactured (AM) parts is determined by the applied process parameters used and the properties of the feedstock powder. The influence of inner gas pores in feedstock particles on the final AM product is a phenomenon which is difficult to investigate since very few non-destructive measurement techniques are accurate enough to resolve the micropores. 3D X-ray computed tomography (XCT) is increasingly applied during the process chain of AM parts as a non-destructive monitoring and quality control tool and it is able to detect most of the pores. However, XCT is time-consuming and limited to small amounts of feedstock powder, typically a few milligrams. The aim of the presented approach is to investigate digital radiography of AM feedstock particles as a simple and fast quality check with high throughput. 2D digital radiographs were simulated in order to predict the visibility of pores inside metallic particles for different pore and particle diameters. An experimental validation was performed. It was demonstrated numerically and experimentally that typical gas pores above a certain size (here: 3 to 4.4 µm for the selected X-ray setup), which could be found in metallic microparticles, were reliably detected by digital radiography. KW - Additive manufacturing KW - Feedstock powder KW - Porosity KW - Digital radiography KW - Numerical simulation PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-517880 DO - https://doi.org/10.3390/met10121634 VL - 10 IS - 12 SP - 1634 PB - MDPI AN - OPUS4-51788 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Völker, Christoph A1 - Bock, Kilian A1 - Benner, Philipp A1 - Bettge, Dirk T1 - Explore and Exploit - Strategische Erweiterung der fraktographischen Datenbank mit Machine Learning N2 - In diesem Vortrag stellen wir den aktuellen Stand zu einer Masterarbeit zusammen die sich mit dem Thema beschäftigt wie die Generalisierbarkeit von Datenmodellen auf Basis kleiner Datensätze erhöht werden kann. Wir stellen vor, wie die Datenbasis eines fraktogafischen Bildklassifizierers mit einem statistischen Model strategische erweitert, bzw. an eine Anwendung angepasst werden kann. T2 - AG Fraktographie im DVM/DGM Gemeinschaftsausschuss „Rasterelektronenmikroskopie in der Materialprüfung“ CY - Online meeting DA - 20.11.2020 KW - Bild Klassifizierung KW - Small Data KW - Unsicherheitsberechnung KW - Erklärbare KI PY - 2020 AN - OPUS4-51810 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Völker, Christoph A1 - Moreno Torres, Benjami T1 - Prospects and challenges of data-driven NDT - current work in junior research group 8.K N2 - We have arrived in the data age. But why is it so difficult for the NDT community to achieve real breakthroughs with data-driven science? In this seminar, we will take a brief look at the evolution of mainstream data science to understand why the most exciting times are perhaps just ahead. We will give an overview of our activities in the junior research group 8.K which are aimed at enabling the next generation of data science methods in NDT. The seminar addresses the two main work fields of our group: semantic data management and the handling of limited data resources. The first field addresses the problem that a uniform representation of our data is not yet available. However, knowledge creation in data science - whose main contribution lies in the analysis of distributed resources - requires common data access based on a collective understanding. To achieve this, we present an ontology-based approach. Ontologies are already the core of many intelligent systems such as building information models or research databases. We summarize some of the basic principles of this technology and describe our approach to create an NDT ontology. The second field ties in with the first and addresses the application of data-based methods in engineering practice. Especially in the field of non-destructive testing many successful applications have been published. In most cases, however, the creation of referenced data is extremely expensive and therefore much sparser than in other research areas. As a result, the available data may cover only one scenario, so that common benchmarks often do not reflect the actual performance of the model in practical applications. Estimates that quantify the transferability from one scenario to another are not only necessary to overcome this challenge - they also prove to be a powerful tool for the strategic expansion of what we consider knowledge. T2 - Abteilungsseminar der Abteilung 8 CY - Online meeting DA - 18.11.2020 KW - Machine Learning KW - Small Data KW - Semantic Web KW - Materials Discovery KW - Explainable AI PY - 2020 AN - OPUS4-51811 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Völker, Christoph T1 - Artificial intelligence in NDT (AI NDT) a networking workshop N2 - Data-driven research is considered the new paradigm in science. In this field, data is the new resource from which knowledge is extracted that is too complex for traditional methods. Several factors such as national funding and advances in information technology, are driving the development. In particular, the creation of databases and the analysis of data with artifical intelligence are playing an important role in establishing the new paradigm. However, there are numerous challenges that must be overcome to realize the full potential of data-driven methods. This talk sets the stage for the upcoming workshop by reviewing some of the historical developments and the current state of data-driven science in NDT and materials science. T2 - Workshop on Artificial Intelligence in NDT (AI-NDT) CY - Online meeting DA - 30.10.2020 KW - Data Science KW - Materials Informatics KW - NDT PY - 2020 AN - OPUS4-51812 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Völker, Christoph T1 - Trends in Materials Informatics N2 - Many PhD students are interested in applying machine learning, AI, data science, etc., and there are many good reasons for this. However, there is a disconnect between mainstream data science and materials science, for example, when it comes to the sheer size of the data. This talk will highlight some of the unique challenges in materials informatics and present some interesting approaches to overcome them. Although the field is large, this talk will focus on cases that have some practical relevance to PhD students at BAM. T2 - PhD Day at BAM 2020 CY - Online meeting DA - 15.09.2020 KW - Materials Informatics KW - Small Data PY - 2020 AN - OPUS4-51814 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beckmann, Jörg A1 - Puskar, L. A1 - Ritter, E. A1 - Schade, U. T1 - One-Line Monitoring of the Curing Process of FRP N2 - The knowledge of the cure situation during the production process of thermosetting material is of enormous importance. • Mid- and near- infrared (IR) spectroscopy in attenuated total reflectance (ATR) geometry are promising techniques for curing studies. • An IR/THz sensor system was developed to investigate its suitability for future online monitoring of curing processes in the production line. T2 - BESSY@HZB User Meeting 2020 CY - Online meeting DA - 10.12.2020 KW - Fiber Reinforced Polymers KW - Curing Monitoring KW - Attenuated Total Reflectance PY - 2020 AN - OPUS4-51804 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Völker, Christoph A1 - Moreno Torres, Benjami A1 - Kruschwitz, Sabine T1 - Understanding distributed data – a semantic web approach for data based analysis of NDT data in civil engineering N2 - In the field of non-destructive testing (NDT) in civil engineering, a large number of measurement data are collected. Although they serve as a basis for scientific analyses, there is still no uniform representation of the data. An analysis of various distributed data sets across different test objects is therefore only possible with high manual effort. We present a system architecture for an integrated data management of distributed data sets based on Semantic Web technologies. The approach is essentially based on a mathematical model - the so-called ontology - which represents the knowledge of our domain NDT. The ontology developed by us is linked to data sources and thus describes the semantic meaning of the data. Furthermore, the ontology acts as a central concept for database access. Non-domain data sources can be easily integrated by linking them to the NDT construction ontology and are directly available for generic use in the sense of digitization. Based on an extensive literature research, we outline the possibilities that this offers for NDT in civil engineering, such as computer-aided sorting, analysis, recognition and explanation of relationships (explainable AI) for several million measurement data. The expected benefits of this approach of knowledge representation and data access for the NDT community are an expansion of knowledge through data exchange in research (interoperability), the scientific exploitation of large existing data sources with data-based methods (such as image recognition, measurement uncertainty calculations, factor analysis, material characterization) and finally a simplified exchange of NDT data with engineering models and thus with the construction industry. Ontologies are already the core of numerous intelligent systems such as building information modeling or research databases. This contribution gives an overview of the range of tools we are currently creating to communicate with them. T2 - EGU General Assembly 2020 CY - Online meeting DA - 04.05.2020 KW - Ontology KW - NDT KW - Concrete KW - Onotology KW - Semantic Data Management KW - Reproducible Science PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-518076 DO - https://doi.org/10.5194/egusphere-egu2020-19332 AN - OPUS4-51807 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Völker, Christoph A1 - Moreno Torres, Benjami A1 - Kruschwitz, Sabine T1 - Daten verständlich machen mit einem Semantic Web basierten Ansatz für die ZfP im Bauwesen N2 - Im Bereich der Zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) im Bauwesen werden eine Vielzahl von Messdaten erfasst. Obwohl Sie als Grundlage für wissenschaftliche Analysen dienen, gibt es noch keine einheitliche Repräsentation der Daten. Eine Analyse verschiedener verteilter Datensätze über unterschiedliche Prüfobjekte hinweg ist daher kaum möglich. Wir stellen einen Ansatz für ein integriertes Datenmanagement verteilter Datensätze auf Basis von Semantic-Web Technologien vor. Der Ansatz basiert im Kern auf einem mathematischen Modell – der sogenannten Ontologie – welches das Wissen unserer Domäne ZfPBau repräsentiert. Die von uns entwickelte ZfPBau Ontologie wird mit Datenquellen verknüpft und beschreibt so die semantische Bedeutung der Daten. Darüber hinaus fungiert die Ontologie als zentrales Konzept für den Datenbankzugriff. Domänen-fremde Datenquellen können durch die Verknüpfung mit der ZfPBau Ontologie einfach integriert werden und stehen zur generischen Nutzung im Sinne der Digitalisierung direkt zur Verfügung. Basierend auf einer umfangreichen Literaturrecherche, skizzieren wir die Möglichkeiten die sich daraus für die ZfP im Bauwesen ergeben, wie zum Beispiel Messdaten computergestützt zu sortieren, zu analysieren, Zusammenhänge zu erkennen und zu erklären. Der erwartete Nutzen dieses Ansatzes der Wissensrepräsentation und des Datenzugriffs für die ZfP-Community ist eine Erweiterung des Wissens durch Datenaustausch in der Forschung (Interoperabilität), die wissenschaftliche Verwertung großer existierender Datenquellen mit datenbasierten Verfahren (wie Bilderkennung, Messunsicherheitsberechnungen, Faktoranaylsen, Materialcharackterisierung) und letztlich ein vereinfachter Transfer von ZFP-Daten in Ingenieurmodelle und somit in die Baupraxis. Ontologien sind bereits Kern vielzähliger intelligenter Systeme wie Building-Information-Modeling oder Forschungsdatenbanken. Der Beitrag gibt einen Überblick über die Werkzeuge die wir derzeit für die Kommunikation mit ihnen schaffen. T2 - Seminar ZfP 4.0 Die ZfP im Zeichen der Digitalisierung CY - Frankfurt am Main, Germany DA - 08.10.2020 KW - Ontologien KW - Semantisches Datenmanagement KW - Reproduzierbare Wissenschaft PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-518092 AN - OPUS4-51809 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Krautz, M. A1 - Beyer, L. A1 - Funk, Alexander A1 - Waske, Anja A1 - Weise, B. A1 - Freudenberger, J. A1 - Gottschall, T. T1 - Predicting the dominating factors during heat transfer in magnetocaloric composite wires N2 - Magnetocaloric composite wires have been studied by pulsed-field measurements up to μ0ΔH = 10 T with a typical rise time of 13 ms in order to evaluate the evolution of the adiabatic temperature change of the core, ΔTad, and to determine the effective temperature change at the surrounding steel jacket, ΔTeff, during the field pulse. An inverse thermal hysteresis is observed for ΔTad due to the delayed thermal transfer. By numerical simulations of application-relevant sinusoidal magnetic field profiles, it can be stated that for field-frequencies of up to two field cycles per second heat can be efficiently transferred from the core to the outside of the jacket. In addition, intense numerical simulations of the temperature change of the core and jacket were performed by varying different parameters, such as frequency, heat capacity, thermal conductivity and interface resistance in order to shed light on their impact on ΔTeff at the outside of the jacket in comparison to ΔTad provided by the core. KW - Composite KW - Heat transfer KW - Numerical simulation KW - Pulsed magnetic field PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-513791 DO - https://doi.org/10.1016/j.matdes.2020.108832 VL - 193 SP - 108832 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-51379 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beckmann, Jörg A1 - Schade, U. A1 - Pulskar, L. A1 - Ritter, E. T1 - Novel Technique for On-Line Monitoring of the Curing Process of Fiber Reinforced Polymer Composites N2 - A specially designed experimental set up has been integrated into a commercially available FT IR Spectrometer for ATR experiments on Epoxy Systems. Representative data of far infrared spectra measured during the curing process at different temperatures of an epoxy system will be presented in dependency of the curing situation. The experiments and the selected set up are discussed to demonstrate its potential for future monitoring and ageing control applications during a manufacturing process of polymer composites. T2 - 45. International Confercene on infrared, milimeter and terahertz waves CY - Online meeting DA - 08.11.2020 KW - Far-infrared spectroscopy KW - Curing Monitoring PY - 2020 UR - https://live-irmmwthz.pantheonsite.io/technical-program AN - OPUS4-51649 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kruschwitz, Sabine A1 - Oesch, Tyler A1 - Mielentz, Frank A1 - Meinel, Dietmar A1 - Stolpe, Heiko A1 - Spyridis, P. T1 - Evaluation of Advanced NDT-Methods for Measurement of Fibre Orientation in Concrete N2 - Integration of fibre reinforcement in high-performance cementitious materials has become widely applied in many fields of construction. One of the most investigated advantages of steel fibre reinforced concrete (FRC) is the deceleration of crack growth and hence it’s improved sustainability due to e.g. decrease of permeability of concrete by aggressive substances. Additional benefits are associated with the structural properties of FRC, where fibres can significantly increase the ductility and the tensile strength of concrete. In some applications, such as tunnel linings or industrial slabs, it is even possible to entirely replace the conventional reinforcement, leading to significant logistical and environmental benefits. Fibre reinforcement can, however, have critical disadvantages and even hinder the performance of concrete, since it can induce an anisotropic material behaviour of the mixture if the fibres are not appropriately oriented. For a safe use of FRC in the future, reliable non-destructive methods need to be identified to assess the fibres’ orientation in hardened concrete. In this study, ultrasonic material testing, electrical impedance testing, and X-ray computer tomography have been investigated for this purpose using specially produced samples with biased or random fibre orientations. This paper demonstrates the capabilities of each of these NDT techniques for fibre orientation measurements and draws conclusions based on these results about the most promising areas for future research and development using these techniques. T2 - fib2020 Shanghai CY - Online meeting DA - 22.11.2020 KW - Ultrasonic testing KW - Steel fibre reinforced concrete (FRC) KW - Fibre orientation KW - X-ray computed tomography (CT) KW - Electrical impedance PY - 2020 AN - OPUS4-51651 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schade, U. A1 - Pulskar, L. A1 - Ritter, E. A1 - Beckmann, Jörg T1 - Etalon Effects in THz Film Measurements N2 - Etalon effects in THz transmittance spectra, either taken in time-domain or frequency-domain, often hamper or even hinder the interpretation of film properties. In this paper we discuss the transferability and applicability of spectroscopic methods usually employed in the near and mid infrared spectral range and exemplarily present the application field. T2 - 45. International Confercene on infrared, milimeter and terahertz waves CY - Online meeting DA - 08.11.2020 KW - Far-infrared spectroscopy KW - Etalon Effects PY - 2020 UR - https://live-irmmwthz.pantheonsite.io/technical-program AN - OPUS4-51652 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - 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 - JOUR A1 - Ulbricht, Alexander A1 - Gollwitzer, Christian A1 - Kupsch, Andreas A1 - Léonard, Fabien A1 - Müller, Bernd R. A1 - Oesch, Tyler A1 - Onel, Yener A1 - Thiede, Tobias A1 - Zscherpel, Uwe ED - Puente León, F. ED - Zagar, B. T1 - Moderne Methoden der CT-gestützten Strukturanalyse T1 - Modern techniques of CT based structure analysis N2 - Durch den großflächigen Einsatz der Computertomographie (CT) in unterschiedlichen Industriebereichen steigen auch die Anforderungen an die quantitative Bildanalyse. Subjektive Bildwahrnehmung muss durch objektive Algorithmen ersetzt werden. In diesem Artikel stellt die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), die seit den 1980er Jahren an der Entwicklung der industriellen CT beteiligt ist, anhand ausgewählter Beispiele den aktuellen Stand ihrer Analysemethoden an verschiedenen Anwendungsbeispielen der CT vor. N2 - The increasing use of computed tomography (CT) in various industrial sectors requires more sophisticated techniques of quantitative image analysis. Subjective image perception needs to be replaced by objective algorithms. The German Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM) has been involved in the development of industrial CT since the 1980s. This paper summarizes the current status of quantitative 3D image analysis techniques based on selected examples. KW - Computed tomography KW - Computertomographie KW - Röntgen-Refraktion KW - X-Ray refraction KW - Schadensanalyse KW - Damage analysis KW - Normung KW - standardization PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1515/teme-2019-0125 SN - 0171-8096 SN - 2196-7113 VL - 87 IS - 2 SP - 81 EP - 91 PB - de Gruyter CY - Berlin AN - OPUS4-50337 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Oster, Simon T1 - In-situ monitoring by thermography: Influence of the scan angle on the melt pool N2 - Online quality control of security relevant parts manufactured by Laser Powder Bed Fusion (LPBF) remains to be a challenge due to the highly complex process conditions. Furthermore, the influence of characteristic scan strategy parameters is not sufficiently clarified yet due to the commonly used method of single-track investigations. In this contribution, this topic is addressed by observing large 316L volume sections using in-situ melt pool monitoring by thermography in high temporal and spatial resolution. In detail, the influence of the scan angle on the melt pool geometry is investigated on. Characteristic melt pool features are extracted from the image data and analyzed using statistical methods data for altering scan angles. The results show significant changes in the melt pool dimensions and temperature distribution over the scan angle rotation. A first explanation approach is presented that connects the observed changes to phenomena of beam attenuation by metal vapor plume. T2 - 1st Workshop on In-situ Monitoring and Microstructure Development in Additive Manufacturing CY - Online meeting DA - 12.10.2020 KW - Laser Powder Bed Fusion KW - Thermography KW - In-situ Monitoring KW - Angle dependency PY - 2020 AN - OPUS4-51953 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kern, Simon A1 - Liehr, Sascha A1 - Wander, Lukas A1 - Bornemann-Pfeiffer, Martin A1 - Müller, S. A1 - Maiwald, Michael A1 - Kowarik, Stefan T1 - Artificial neural networks for quantitative online NMR spectroscopy N2 - Industry 4.0 is all about interconnectivity, sensor-enhanced process control, and data-driven systems. Process analytical technology (PAT) such as online nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy is gaining in importance, as it increasingly contributes to automation and digitalization in production. In many cases up to now, however, a classical evaluation of process data and their transformation into knowledge is not possible or not economical due to the insufficiently large datasets available. When developing an automated method applicable in process control, sometimes only the basic data of a limited number of batch tests from typical product and process development campaigns are available. However, these datasets are not large enough for training machine-supported procedures. In this work, to overcome this limitation, a new procedure was developed, which allows physically motivated multiplication of the available reference data in order to obtain a sufficiently large dataset for training machine learning algorithms. The underlying example chemical synthesis was measured and analyzed with both application-relevant low-field NMR and high-field NMR spectroscopy as reference method. Artificial neural networks (ANNs) have the potential to infer valuable process information already from relatively limited input data. However, in order to predict the concentration at complex conditions (many reactants and wide concentration ranges), larger ANNs and, therefore, a larger Training dataset are required. We demonstrate that a moderately complex problem with four reactants can be addressed using ANNs in combination with the presented PAT method (low-field NMR) and with the proposed approach to generate meaningful training data. KW - Online NMR spectroscopy KW - Real-time process monitoring KW - Artificial neural networks KW - Automation KW - Process industry PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-507508 DO - https://doi.org/10.1007/s00216-020-02687-5 SN - 1618-2642 VL - 412 IS - 18 SP - 4447 EP - 4459 PB - Springer CY - Berlin AN - OPUS4-50750 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - John, Sebastian A1 - Duffner, Eric A1 - Mair, Georg A1 - Moosavi, Robabeh A1 - Auster, Jürgen T1 - Delfin - Statusbericht zum 4.HJM N2 - Präsentation über den Fortschritt der BAM zum Vorhaben Delfin, welches sich mit der Entwicklung und Schädigungsneigung von Composite-Wasserstoffbehältern für den Anwendungsfall KFZ beschäftigt T2 - 4. Halbjahresmeeting zum Vorhaben Delfin CY - Online meeting DA - 21.10.2020 KW - Wasserstoff KW - Impact KW - Druckbehälter PY - 2020 AN - OPUS4-51495 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Becker, S. A1 - Beckmann, Jörg A1 - Cojocari, O. A1 - Feige, V. A1 - Fischer, B. A1 - Friederich, F. A1 - Globisch, B. A1 - Hechtfischer, G. A1 - Hens, K. A1 - Hübers, H.-W. A1 - Jelonnek, J. A1 - Jonuscheit, J. A1 - Keil, A. A1 - Kleine-Ostmann, T. A1 - Mayr, M. A1 - Nüßler, D. A1 - Peichl, M. A1 - Peters, O. A1 - Schür, J. A1 - Sprenger, T. A1 - Steiger, A. A1 - van Frank, S. A1 - Vieweg, N. A1 - Wilk, R. T1 - Terahertzsysteme - Zeitbereichsspektrometer (TDS-Systeme) N2 - Diese Richtlinie definiert Kenngrößen und Messverfahren, um Terahertzsysteme für die Zeitbereichsspektroskopie (TDS)zu spezifizieren. So können Hersteller ihre Systeme übereinstimmend beschreiben und Anwender einfach Systeme vergleichen. Systeme für die Terahertz-Zeitbereichsspektroskopie sind aktive Systeme und nutzen verschiedene Techniken sowohl zur Erzeugung als auch zur zeitaufgelösten Messung von breitbandigen Terahertzimpulsen. Die dazugehörigen Terahertzspektren und -Phasen werden nach einer zeitlichen Abtastung über eine Fourier-Transformation berechnet. In dieser Richtlinie wird ein Überblick über die Funktionsweisen von Zeitbereichsspektrometern gegeben, die eingesetzten Messverfahren näher erläutert sowie die benötigten Begriffe und Kenngrößen definiert. Die Richtlinie konzentriert sich dabei auf Systeme, die auf sogenannten Abtastmessverfahren (Sampling-Messverfahren) basieren. KW - TDS-Systeme PY - 2020 UR - https://www.vdi.de/5590 VL - VDI/VDE 5590 Blatt 2 SP - 1 EP - 22 PB - VDI-Verlag CY - Düsseldorf ET - Entwurf - Oktober 2020 AN - OPUS4-51947 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Altenburg, Simon A1 - Straße, Anne A1 - Gumenyuk, Andrey A1 - Maierhofer, Christiane T1 - In-situ monitoring of a laser metal deposition (LMD) process: comparison of MWIR, SWIR and high-speed NIR thermography N2 - Additive manufacturing offers a range of novel applications. However, the manufacturing process is complex and the production of almost defect-free parts with high reliability and durability is still a challenge. Thermography is a valuable tool for process surveillance, especially in metal additive manufacturing processes. The high process temperatures allow one to use cameras usually operating in the visible spectral range. Here, we compare the results of measurements during the manufacturing process of a commercial laser metal deposition setup using a mid wavelength infrared camera with those from a short wavelength infrared camera and those from a visual spectrum high-speed camera with band pass filter in the near infrared range. KW - Additive Manufacturing KW - Process monitoring KW - Thermography KW - LMD KW - Metal KW - MWIR KW - SWIR KW - NIR PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-516318 DO - https://doi.org/10.1080/17686733.2020.1829889 VL - 19 IS - 2 SP - 97 EP - 114 PB - Taylor & Francis Group CY - London, UK AN - OPUS4-51631 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bernegger, Raphael A1 - Maierhofer, Christiane A1 - Altenburg, Simon T1 - Quantification of delaminations in semitransparent solids using pulsed thermography and mathematical 1D models N2 - Material defects in fiber reinforced polymers such as delaminations can rapidly degrade the material properties or can lead to the failure of a component. Pulse thermography (PT) has proven to be a valuable tool to identify and quantify such defects in opaque materials. However, quantification of delaminations within semitransparent materials is extremely challenging. We present an approach to quantify delaminations within materials being semitransparent within the wavelength ranges of the optical excitation sources as well as of the infrared (IR) camera. PT experimental data of a glass fiber reinforced polymer with a real delamination within the material were reconstructed by one dimensional (1D) mathematical models. These models describe the heat diffusion within the material and consider semitransparency to the excitation source as well to the IR camera, thermal losses at the samples surfaces and a thermal contact resistance between the two layers describing the delamination. By fitting the models to the PT data, we were able to determine the depth of the delamination very accurately. Additionally, we analyzed synthetic PT data from a 2D simulation with our 1D-models to show how the thermal contact resistance is influenced by lateral heat flow within the material. KW - Pulsed thermography KW - Quantification KW - Numerical simulation KW - Analytical model KW - Semitransparent KW - GFRP KW - Delamination PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-505766 DO - https://doi.org/10.1007/s10765-020-02642-7 VL - 41 IS - 5 SP - Article number: 67 PB - Springer AN - OPUS4-50576 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Altenburg, Simon T1 - Prozessüberwachung in der additiven Fertigung von Metallen an der BAM: Das Projekt ProMoAM N2 - Vorstellung des TF-Projektes ProMoAM mit allen in-situ Verfahren und Referenzverfahren T2 - Sitzung des VDI AK Mess- und Automatisierungstechnik CY - Kassel, Germany DA - 03.03.2020 KW - Additive manufacturing KW - In situ monitoring KW - Zerstörungsfreie Prüfung PY - 2020 AN - OPUS4-53537 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -