TY - CONF A1 - Ahmadi, Samim A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Burgholzer, Peter A1 - Jung, Peter A1 - Caire, Giuseppe A1 - Ziegler, Mathias T1 - Laser excited super resolution thermal imaging for nondestructive testing N2 - The work to be presented focuses on our most recent studies to laser excited super resolution (SR) thermography. The goal of nondestructive testing with SR is to facilitate the separation of closely spaced defects. Photothermal SR can be realized by performing structured illumination measurements in com-bination with the use of deconvolution algorithms in post-processing. We explain that stepwise as well as continuous scanning techniques are applicable to generate structured illumination measurements. Finally, we discuss the effect of experimental parameters and image processing techniques to find the optimal SR technique which leads to the highest reconstruction quality within laser thermography. T2 - Sensor and Measurement Science International Conference SMSI 2021 CY - Online meeting DA - 03.05.2021 KW - Super resolution KW - Laser thermography KW - Nondestructive testing KW - Laser scanning KW - Photothermal imaging PY - 2021 SP - 181 EP - 182 AN - OPUS4-52780 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Ahmadi, Samim A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Ziegler, Mathias T1 - 2D-Photothermal super-resolution with sparse matrix stacking N2 - Thermographic super resolution techniques allow the spatial resolution of defects/inhomogeneities below the classical limit, which is governed by the diffusion properties of thermal wave propagation. In this work, we re-port on the extension of this approach towards a full frame 2D super resolution technique. The approach is based on a repeated spatially structured heating using high power lasers. In a second post-processing step, several measurements are coherently combined using mathematical optimization and taking advantage of the (joint) sparsity of the defects in the sample. T2 - Sensor and Measurement Science International Conference SMSI 2021 CY - Online meeting DA - 03.05.2021 KW - Thermography KW - Super-resolution KW - NDT KW - Inspection KW - Image resolution PY - 2021 AN - OPUS4-52579 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Rupprecht, C. A1 - Ziegler, Mathias T1 - Overcoming the Spatial Resolution Limits imposed by the Thermal MTF with Thermographic Photothermal Super Resolution Reconstruction N2 - The achievable spatial resolution of active thermographic testing is inherently limited by the diffusive nature of heat conduction in solids. This degradation of the achievable spatial resolution for a semi-infinite body acting on a defect signal can be approximated by spatial convolution with the Green’s function of the heat PDE. As the degradation in spatial resolution is dependent on the depth 𝐿, a common rule of thumb specifies that for proper detection, any defect should feature a spatial extension greater or equal to the depth it is located at. However, as the exact shape of a defect can have a large impact on its severity, at best a proper reconstruction of the defect shape should be performed, which therefore must also deal with the aforementioned adverse effects of heat conduction. One recent method to overcome the spatial resolution limit of thermographic testing is the photothermal super resolution reconstruction method. It is based on performing multiple active thermographic measurements on the same region of interest (ROI) with varying spatially structured heating and subsequent numerical reconstruction of the measured defect signals by solving a severely ill-posed inverse reconstruction problem relying on heavy regularization. By extending the experimental implementation of the method to make use of random-pixel patterns projected onto the ROI using a laser-coupled DLP-projector, defect reconstructions can now be performed within a reasonable time frame (~15 min per ROI) at high accuracy. Compared to conventional thermographic testing methods, the photothermal super resolution reconstruction stands out by resulting in a sparse representation of the defect structure of the ROI, making it especially well-suited to further automatic defect classification and quality assurance measures in an Industry 4.0 context. T2 - INTERNATIONAL SCHOOL OF QUANTUM ELECTRONICS: 67th Course: Progress in Photoacoustic & Photothermal Phenomena CY - Erice, Italy DA - 24.09.2023 KW - Thermography KW - Super resolution KW - NDT KW - Internal defects KW - DLP PY - 2023 AN - OPUS4-58472 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Rupprecht, C. A1 - Ziegler, Mathias T1 - Hochaufgelöste thermografische Detektion eingeschlossener Defekte mit Hilfe von 2Dstrukturierten Beleuchtungsmustern N2 - Für die aktive Thermografie als zerstörungsfreie Prüfmethode galt lange Zeit die Faustformel, dass die Auflösung interner Defekte/Inhomogenitäten auf ein Verhältnis von Defekttiefe/Defektgröße ≤ 1 beschränkt ist. Die Ursache hierfür liegt in der diffusiven Natur der Wärmeleitung in Festkörpern. Sogenannte Super-Resolution-Ansätze erlauben seit Kurzem die Überwindung dieser physikalischen Grenze um ein Vielfaches. Damit ergibt sich die attraktive Möglichkeit die Thermografie von einem rein oberflächensensitiven Prüfverfahren hin zu einem Verfahren mit verbesserter Tiefenreichweite zu entwickeln. Wie weit diese Entwicklung getrieben werden kann, ist Gegenstand aktueller Forschung. Wir konnten bereits zeigen, dass diese klassische Grenze für 1D- und 2D-Defektgeometrien mit Hilfe des Abscannens des Prüfkörpers mittels einzelner Laserspots und der anschließenden Anwendung von photothermischer Super-Resolution-Rekonstruktion überwunden werden kann. Bei dieser Methode wird eine Kombination aus sequenzieller räumlich strukturierter Beleuchtung und numerischen Optimierungsmethoden eingesetzt. Dies geschieht allerdings auf Kosten der experimentellen Komplexität, die zu einer langen Messdauer, großen Datensätzen und langwieriger numerischer Auswertung führt. In dieser Arbeit berichten wir über einen neuen experimentellen Ansatz, bei dem räumlich strukturierte 2D-Beleuchtungsmuster in Verbindung mit Compressed-Sensing und Computational-Imaging-Methoden verwendet werden, um die experimentelle Komplexität deutlich zu verringern und die Methode für die Untersuchung größerer Prüfflächen nutzbar zu machen. Der experimentelle Ansatz basiert dabei auf der wiederholten (blinden) photothermischen Anregung mit räumlich strukturierten 2D-Mustern unter Verwendung moderner Projektortechnik und eines Hochleistungslasers. In der anschließenden numerischen Rekonstruktion werden mehrere Messungen unter Ausnutzung der Joint-Sparsity der Defekte innerhalb des Prüfkörpers mittels nichtlinearer konvexer Optimierungsmethoden kombiniert. Als Ergebnis kann eine 2D-sparse Defekt-/Inhomogenitätskarte erstellt werden. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2022 CY - Kassel, Germany DA - 23.05.2022 KW - Thermografie KW - Super resolution KW - NDT KW - ZfP KW - Eingeschlossene Defekte KW - Projektor PY - 2022 AN - OPUS4-54895 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Rupprecht, C. A1 - Ziegler, Mathias T1 - Thermographic Detection of Internal Defects using Photothermal Super Resolution Reconstruction and 2D structured Illumination Patterns N2 - For a long time, the rule of thumb for active thermography as a non-destructive testing method was that the resolution of internal defects/inhomogeneities is limited to a ratio of defect depth/defect size ≤ 1. This is due to the diffusive nature of thermal conduction in solids. So-called super resolution approaches have recently allowed this physical limit to be overcome many times over. This offers the attractive possibility of developing thermography from a purely near surface-sensitive testing method to one with improved depth range. How far this development can be pushed is the subject of current research. We have already been able to show that this classical limitation for one- and two-dimensional defect geometries can be overcome by illuminating the test object sequentially in a structured manner with individual laser spots and thus subsequently calculating a defect map from the resulting measurement data by applying photothermal super resolution reconstruction, which allows significantly improved separation of individual closely spaced defects. As a result, this method benefits strongly from the combination of sequential spatially structured illumination and modern numerical optimization methods, which come at the expense of higher experimental complexity. This leads to long measurement times, large data sets, and tedious numerical analysis, in contrast to the application of established standard thermographic methods with homogeneous illumination. In this work, we report on the application of full-area spatially structured two-dimensional illumination patterns, which, by applying state-of-the-art laser projector technology in conjunction with a high-power laser, makes it possible to achieve an efficient implementation of photothermal super-resolution reconstruction even for larger test areas in the first place. T2 - 13th European Conference on Non-destructive Testing CY - Lisbon, Portugal DA - 03.07.2023 KW - Thermography KW - Super resolution KW - Digital light processing KW - Material testing KW - Internal defects KW - DMD PY - 2023 AN - OPUS4-57909 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Rupprecht, C. A1 - Ziegler, Mathias T1 - Detection of internal defects applying photothermal super resolution reconstruction utilizing two-dimensional high-power random pixel patterns N2 - In this work, we report on our progress for investigating a new experimental approach for thermographic detection of internal defects by performing 2D photothermal super resolution reconstruction. We use modern high-power laser projector technology to repeatedly excite the sample surface photothermally with varying spatially structured 2D pixel patterns. In the subsequent (blind) numerical reconstruction, multiple measurements are combined by exploiting the joint-sparse nature of the defects within the specimen using nonlinear convex optimization methods. As a result, a 2D-sparse defect/inhomogeneity map can be obtained. Using such spatially structured heating combined with compressed sensing and computational imaging methods allows to significantly reduce the experimental complexity and to study larger test surfaces as compared to the one-dimensional approach reported earlier. T2 - Quantitative Infrared Thermography 2022 CY - Paris, France DA - 04.07.2022 KW - Thermography KW - Super resolution KW - NDT KW - Inspection KW - Internal defects KW - DMD KW - DLP PY - 2022 AN - OPUS4-55262 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Pech May, Nelson Wilbur A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Ziegler, Mathias T1 - Roboterunterstütze Inspektion von stark gekrümmten Oberflächen mit Laserthermografie N2 - Zur Gewährleistung der Dauerhaftigkeit von Bauteilen sind regelmäßige Prüfungen notwendig. Für oberflächennahe Risse wurde bereits das Potenzial von Flying-Spot-Untersuchungen gezeigt, bei denen das Messfeld mit einem Laserpunkt, z.B. mittels eines Laserscanners, abgerastert wird. Eine Beschleunigung der Messung durch die Verwendung von Laserlinien ist möglich, wobei die Detektierbarkeit von Rissen u.a. von ihrer Ausrichtung zur Scanrichtung abhängt. Zudem können bei stark gekrümmten Oberflächen, wie z.B. denen von Turbinenschaufeln oder Maschinenteilen mit einem einzelnen stationären Messaufbau nur ein Teil der Oberfläche mit aktiver Thermografie auf Risse untersucht werden da die begrenzte Tiefenschärfe der optischen Systeme (Laser und Kamera)die mechanischen Nachführung innerhalb des Schärfentiefe-Bereichs erforderlich macht. Um eine vollständige Untersuchung der Oberfläche durchzuführen, sind daher mehrere Perspektiven notwendig. Die hier angewandte Laserthermografie erzeugt dabei die Relativbewegung durch die Manipulation des Prüfobjektes mit einem Roboterarm, welcher es erlaubt, komplexe Oberflächen abzuscannen. Es erfolgt ein systematisches Abfahren mit einer Laserlinie entlang zuvor geplanter Bahnen der gesamten erreichbaren Oberfläche. Da der Roboterarm das Prüfobjekt trägt, sind die eingesetzten Messsysteme unbeeinflusst. Die Bewegung des Prüfobjektes ist dabei mit vielen Freiheitsgraden möglich, was eine Optimierung für das Messproblem erlaubt. Es können unter anderem die Scangeschwindigkeit, Laserleistung, Laserspotgeometrie, Laserwellenlänge, Scanschema und Kamerabildrate variiert werden. Mithilfe der Positionsdaten des Roboterarms kann jedem Punkt auf dem Prüfkörper ein Temperaturverlauf zugeordnet werden, um einen ortsaufgelösten Temperaturverlauf zu erzeugen. Das Ziel ist es, die oberflächennahen Defekte zu detektieren und deren Position auf der Oberfläche des 3D Models positionsgenau darstellen zu können. In diesem Vortrag werden die Ergebnisse zur robotergestützten Thermografie an unterschiedlichsten Prüfkörpern vorgestellt. Vorteile gegenüber herkömmlichen Methoden werden erläutert und aktuelle Herausforderungen auf der Hard- und Softwareseite für den praktischen Einsatz diskutiert. T2 - Thermographie-Kolloquium 2022 CY - Saarbrücken, Germany DA - 28.09.2022 KW - Laserthermografie KW - Roboter KW - Risserkennung KW - Canny approach KW - Flying line thermography PY - 2022 AN - OPUS4-56545 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ziegler, Mathias A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Pech May, Nelson Wilbur A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Breese, Philipp Peter A1 - Altenburg, Simon A1 - Oster, Simon A1 - Becker, Tina A1 - Ahmadi, Samim A1 - Thiel, Erik A1 - Maierhofer, Christiane T1 - Neue Möglichkeiten der Fehlersuche auf und unter der Oberfläche durch strukturierte Laserthermografie N2 - Das thermografische Nachweisprinzip beruht auf der Analyse von instationären Temperaturverteilungen, welche durch die Wechselwirkung eines von außen zugeführten Wärmestroms mit der inneren Geometrie des Prüfobjekts oder mit darin eingeschlossenen Inhomogenitäten verursacht werden. Eine äquivalente Beschreibung dieses wechselwirkenden Wärmestroms ist die Ausbreitung von Wärmewellen im Inneren des Prüfobjekts. Obwohl die Thermografie für die Erkennung einer Vielzahl von Inhomogenitäten und für die Prüfung verschiedenster Materialien geeignet ist, besteht die grundlegende Einschränkung in der diffusen Natur der Wärmewellen und der Notwendigkeit, ihre Wirkung nur an der Prüfobjektoberfläche radiometrisch messen zu können. Der fundamentale Nachteil von diffusen Wärmewellen gegenüber propagierenden Wellen, wie sie z. B. im Ultraschall vorkommen, ist die dadurch verursachte schnelle Verschlechterung der räumlichen Auflösung mit zunehmender Defekttiefe. Diese Verschlechterung schränkt in der Regel die Anwendbarkeit der Thermografie bei der Suche nach kleinen tiefliegenden Defekten ein. Ein vielversprechender Ansatz zur Verbesserung der räumlichen Auflösung und damit der Erkennungsempfindlichkeit und der Rekonstruktionsqualität in der thermografischen Prüfung liegt in der speziellen Formung dieser diffusen Wärmewellenfelder mittels strukturierter Laserthermografie bzw. photothermischer Anregung. Einige Beispiele sind: - Schmale rissartige Defekte unterhalb der Oberfläche können durch Überlagerung mehrerer interferierender Wärmewellenfelder mit hoher Empfindlichkeit detektiert werden, - Nahe beieinander liegende Defekte können durch mehrere Messungen mit unterschiedlichen Heizstrukturen getrennt werden, - Defekte in unterschiedlichen Tiefen können durch eine optimierte zeitliche Gestaltung der thermischen Anregungsfunktion unterschieden werden, - Schmale Risse auf der Oberfläche können durch robotergestütztes Scannen mit fokussierten Laserspots gefunden werden, - Defekte, die während der additiven Fertigung auftreten, können bereits im Bauraum und mit dem Fertigungslaser detektiert werden. Wir präsentieren die neuesten Ergebnisse dieser Technologie, die mit Hochleistungslasersystemen und modernen numerischen Methoden erzielt wurden. T2 - Thermographie-Kolloquium 2022 CY - Saarbrücken, Germany DA - 27.09.2022 KW - Thermografie KW - Laser KW - Laser-Thermografie KW - Super Resolution KW - Zerstörungsfreie Prüfung PY - 2022 AN - OPUS4-55973 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ziegler, Mathias A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Rupprecht, C. T1 - Thermographic super resolution reconstruction using 2D pseudo-random pattern illumination N2 - Thermographic non-destructive testing is based on the interaction of thermal waves with inhomogeneities. The propagation of thermal waves from the heat source to the inhomogeneity and to the detection surface according to the thermal diffusion equation leads to the fact that two closely spaced defects can be incorrectly detected as one defect in the measured thermogram. In order to break this spatial resolution limit (super resolution), the combination of spatially structured heating and numerical methods of compressed sensing can be used. The improvement of the spatial resolution for defect detection then depends in the classical sense directly on the number of measurements. Current practical implementations of this super resolution detection still suffer from long measurement times, since not only the achievable resolution depends on performing multiple measurements, but due to the use of single spot laser sources or laser arrays with low pixel count, also the scanning process itself is quite slow. With the application of most recent high-power digital micromirror device (DMD) based laser projector technology this issue can now be overcome. T2 - ICPPP21: International Conference on Photoacoustic and Photothermal Phenomena CY - Bled, Slovenia DA - 19.06.2022 KW - Thermography KW - Super resolution KW - NDT KW - Inspection KW - Internal defects KW - DMD KW - DLP PY - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-551224 UR - https://indico.ung.si/event/5/contributions/237/ AN - OPUS4-55122 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pech May, Nelson Wilbur A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Ziegler, Mathias T1 - Robot-assisted laser thermography - Towards automatic characterization of surface defects N2 - By means of laser thermography, surface defects, in particular surface breaking cracks, can be detected with high sensitivity. Basically, this requires a focused heat source (high-power laser), a thermographic camera and a relative movement between laser and test object, as well as a suitable evaluation algorithm to distinguish between surface defects and defect-free areas. In this paper we report on a method in which the relative motion is realised by a robot to fully inspect large and non-planar test objects such as rail sections, turbine blades, gears, etc. We show the influence of the excitation laser, which can be varied in terms of spot geometry, wavelength, and scan scheme, and we demonstrate our evaluation algorithms with the aim of automatically detecting surface defects. T2 - 16th Quantitative Infrared Thermography Conference CY - Paris, France DA - 04.07.2022 KW - Flying line thermography KW - Surface breaking defects KW - Robot-assisted thermography PY - 2022 AN - OPUS4-55560 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pech May, Nelson Wilbur A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Ziegler, Mathias T1 - Robot-assisted laser thermography for surface breaking crack detection on complex shaped components N2 - Laser thermography using a focused (spot or line) beam has proved to be effective for detection of surface breaking cracks on planar samples. In this work, we use the same principle, but applied to complex shaped components, like a rail cross-section, a gear, and a gas turbine blade. We use a six-axis robot to move the sample in-front of our thermographic setup. Several scanning-path and thermographic parameters are explored: scanning speed, density of points in each scanning slice, laser power, camera framerate. Additionally, we explore semi-automatic evaluation algorithms for crack detection, as well as 2D-to-3D registration of the found indications. T2 - SPIE Future Sensing Technologies 2023 CY - Yokohama, Japan DA - 18.04.2023 KW - Flying line thermography KW - Crack-detection algorithms PY - 2023 UR - https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/12327/1232715/Robot-assisted-infrared-thermography-for-surface-breaking-crack-detection-on/10.1117/12.2666757.short AN - OPUS4-57594 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pech May, Nelson Wilbur A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Ziegler, Mathias T1 - Automatic inspection of surface breaking cracks using laser scanning thermography N2 - In this work, we report on a method for automatic inspection of components using laser scanning thermography, in which the relative motion is performed by a robot to fully inspect complex test objects such as turbine blades. We demonstrate our evaluation algorithms with the aim of automatically detecting surface defects on calibrated specimens. We show the influence of the excitation laser, which can be varied in terms of spot geometry, wavelength, and scan scheme. Additionally, we show some advantages, versatility, and current challenges of using a programmed robot for non-destructive evaluation in thermography. T2 - International Conference in Photoacoustics and Photothermal Phenomena (ICPPP21) CY - Bled, Slovenia DA - 19.06.2022 KW - Flying line thermography KW - Surface breaking defects KW - Canny approach PY - 2022 AN - OPUS4-55386 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tang, Chi-Long A1 - Seeger, Stefan A1 - Röllig, Mathias T1 - Minimizing the FFF-3D printer hardware bias on particle emission by adjustment of the set extruder temperature N2 - Fused filament fabrication (FFF) on desktop 3D printers is a material extrusion-based technique often used by educational institutions, small enterprises and private households. Polymeric filaments are melted and extruded through a heated nozzle to form a 3D object in layers. The extrusion temperature is therefore a key parameter for a successful print job, but also one of the main driving factors for the emission of harmful air pollutants, namely ultrafine particles and volatile organic gases, which are formed by thermal stress on the polymeric feedstock. The awareness of potential health risks has increased the number of emission studies in the past years. However, the multiplicity of study designs makes an objective comparison of emission data challenging because printer hardware factors such as the actual extruder temperature (TE) and also feedstockspecific emissions are not considered. We assume that across the market of commercial low- and mid-price FFF printers substantial deviations between actual and set extruder temperatures exist, which have a strong effect on the emissions and hence may bias the findings of exposure studies. In our last publication, we presented a standardized feedstock-specific emission test method and showed that for each investigated feedstock an increase in actual extruder temperature was accompanied by an increase in particle emissions (Tang and Seeger, 2022). Therefore, any systematic discrepancy between set and actual extruder temperature matters. In this study, we used a thermocouple and an infrared camera to measure the actual extruder temperatures at different heights. We found significant under- and overestimation of the actual extruder temperatures by the respective set temperatures in three commercial printers. This caused a broad variation of the measured total numbers of emitted particles (TP), even when the same feedstock was operated. For the determination of TP, we followed the DE-UZ 219 test guideline. In a second round we repeated the tests with all printers adjusted to exactly the same extruder temperatures, i.e., to TE=230°C for ABS and TE=210°C for PLA. All measurements were conducted in a 1 m³ emission test chamber. Particle emissions in the size range between 4 nm and 20 μm were detected. Printing on three different printer models without temperature adjustment resulted for each of the investigated feedstocks in a variation in TP of around two orders of magnitude. After temperature adjustment, this was substantially reduced to approx. one order of magnitude and hence minimizes the bias of printer hardware on the emissions. Our findings suggest that adjustment of the extruder temperature should be mandatory in emission testing standards. It also poses a more accurate benchmark and provides more reliable emission data for evaluation of indoor air quality or for health risk assessments. In addition, a proper temperature setting is in the interest of the user. Some commercial FFF printers may have a higher actual extruder temperature than displayed and unintended overheating may not only impair the print quality but may cause unnecessarily increased exposure to particle emissions. T2 - European Aerosol Conference 2023 CY - Málaga, Spain DA - 03.09.2023 KW - Ultrafine particles KW - Thermal imaging KW - 3D printing KW - Indoor air quality KW - Emission testing PY - 2023 AN - OPUS4-58258 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - John, Sebastian A1 - Auster, Jürgen A1 - Widjaja, Martinus Putra A1 - Duffner, Eric A1 - Mair, Georg T1 - Current results of the DELFIN project N2 - As a contribution to the national hydrogen strategy, 3.5 years ago, the Delfin research project started with the aim of developing a cost- and material-optimized hydrogen tank design for automotive application. Under the patronage of the National Organization Hydrogen and Fuel Cell Technology (NOW), a consortium consisting of 9 research institutes, component suppliers, engineering service providers and automobile OEMs is processing a wide range of work packages. The focus of BAM research sets on impact testing and safety-related characterization of pressure vessels of different development stages. Furthermore, the implementation of nondestructive testing methods is applied. The presentation shows an overview of the BAM work packages and an extraction of the results generated so far. T2 - Wasserstoffkolloquium des Kompetenzzentrums H2Safety@BAM CY - Online meeting DA - 16.02.2022 KW - Delfin KW - Wasserstoff KW - Druckbehälter KW - Impact PY - 2022 AN - OPUS4-55348 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - John, Sebastian A1 - Auster, Jürgen A1 - Widjaja, Martinus A1 - Duffner, Eric A1 - Mair, Georg T1 - NIP II - Forschungsvorhaben „DELFIN“ N2 - Überblick über Projektinhalte und -ergebnisse aus dem Forschungsvorhaben Delfin „Erforschung alternativer Materialien und Fertigungsprozesse für kosten- und gewichtsreduzierte Druckbehälter aus endlosfaserverstärkten Kunststoff“ T2 - SAMPE Kolloquium CY - Online meeting DA - 15.01.2022 KW - Wasserstoff KW - Druckbehälter KW - Impact PY - 2022 AN - OPUS4-58064 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - John, Sebastian A1 - Jürgen, Auster A1 - Widjaja, Martinus Putra A1 - Duffner, Eric A1 - Mair, Georg T1 - Vorstellung NIP II FORSCHUNGSVORHABEN DELFIN N2 - As a contribution to the national hydrogen strategy, 3.5 years ago, the Delfin research project started with the aim of developing a cost- and material-optimized hydrogen tank design for automotive application. Under the patronage of the National Organization Hydrogen and Fuel Cell Technology (NOW), a consortium consisting of 9 research institutes, component suppliers, engineering service providers and automobile OEMs is processing a wide range of work packages. The focus of BAM research sets on impact testing and safety-related characterization of pressure vessels of different development stages. Furthermore, the implementation of nondestructive testing methods is applied. The presentation shows an overview of the BAM work packages and an extraction of the results generated so far. T2 - SAMPE Feierabendkolloqium CY - Online meeting DA - 15.06.2022 KW - Delfin KW - Wasserstoff KW - Druckbehälter KW - Impact PY - 2022 AN - OPUS4-55349 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Beck, M. A1 - Becker, S. A1 - Beckmann, Jörg A1 - Cojocari, O. A1 - Feige, V. A1 - Fischer, B. A1 - Friederich, F. A1 - Globisch, B. A1 - Haupt, H. A1 - Hechtfischer, G. A1 - Hens, K. A1 - Hübers, H.-W. A1 - Jelonnek, J. A1 - Jonuscheit, J. A1 - Keil, A. A1 - Kleine-Ostmann, T. A1 - Nickel, H.-U. A1 - Peichl, M. A1 - Peters, O. A1 - Sprenger, T. A1 - Steiger, A. A1 - van Frank, S. A1 - Vieweg, N. A1 - Werner, M. A1 - Wilk, R. T1 - Terahertzsysteme - Anwendungsfelder und Systeme N2 - Die nicht ionisierende elektromagnetische Strahlung im Bereich von Terahertz-Frequenzen ermöglicht berührungslose und zerstörungsfreie Mess- und Prüftechnik in zahlreichen Bereichen. Nach ersten Anwendungen in der Astronomie und der Atmosphärenforschung wurden in letzter Zeit Anwendungsfelder in der Sicherheitstechnik, der Medizintechnik, der Nachrichtentechnik und der zerstörungsfreien Prozess- und Qualitätskontrolle erschlossen. Dielektrische Materialien wie Kunststoffe und Keramiken können von Terahertz-Wellen durchdrungen werden. Das ermöglicht Untersuchungen des Objektinneren ohne spezielle Schutzmaßnahmen, wie sie z.B. beim Röntgen notwendig sind. Die Richtlinie erleichtert die Verständigung zwischen Nutzern, Herstellern und dem Vertrieb von Terahertz-Systemen. In der Richtlinie werden bekannte Einsatzgebiete sowie die eingesetzten Verfahren und Funktionsprinzipien aufgeführt, um den Leser bei der Auswahlentscheidung zu unterstützen. Nach einer kurzen Einführung in die physikalischen Grundlagen und Hinweisen zur elektromagnetischen Verträglichkeit, zum Strahlenschutz und zur regulierten Frequenzvergabe werden die verschiedenen Geräteklassen von Terahertz-Systemen ausführlich vorgestellt. Die Richtlinie gibt Hinweise zur messtechnischen Charakterisierung von Terahertz-Wellen. Einsatzgebiete von Terahertz-Systemen, wie die zerstörungsfreie Prüfung, die Dicken- und Abstandsmessung, die Tomografie und die chemische Analytik, werden mit ihren spezifischen Eigenschaften im Detail beschrieben. Umfangreiche Literaturverweise vereinfachen eine vertiefte Beschäftigung mit den Themen der Richtlinie. Eine tabellarische Übersicht mit einer Zusammenfassung, welche Terahertz-Systeme für welche Anwendungsfelder eingesetzt werden können, vervollständigt die Richtlinie. KW - Terahertzsysteme KW - THz-Wellen PY - 2018 UR - https://www.vdi.de/5590 VL - VDI/VDE 5590 Blatt 2 SP - 1 EP - 27 PB - VDI-Verlag CY - Düsseldorf ET - Entwurf - November 2018 AN - OPUS4-46727 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 - CONF A1 - Munsch, Sarah Mandy A1 - Telong, Melissa A1 - Grobla, Lili A1 - Schumacher, Katrin A1 - Völker, Christoph A1 - Yared, Kaleb A1 - Kruschwitz, Sabine T1 - Study on the predictability of carbonation resistance of cementitous materials based on nmr features and the use of slamd N2 - This study explores the acceleration of material design in the concrete industry, focusing on improving carbonation resistance, a key factor in the durability of concrete structures. Traditional tests for carbonation resistance are lengthy, but with the construction industry aiming for sustainable production, finding a balance between carbonation resistance and CO2 footprint is crucial. Our research employs two innovative methods: 1. Applying the Sequential Learning App for Materials Discovery (SLAMD), an AI materials design framework, to an extensive dataset of real-world concrete compositions to selectively test materials that meet market demands: maximum durability, optimal eco-durability, and the best cost-durability trade-off. 2. Investigating 1H Nuclear Magnetic Resonance (NMR) relaxometry as a quick alternative for characterizing carbonation behavior, as it saves time compared to traditional tests and assesses the complete material's pore space. Specific NMR features are then integrated into the material design model, with the model's performance compared against traditional approaches. The results of our study are compelling, demonstrating that materials can be precisely tailored to meet specific requirements with minimal data points. This marks a significant stride in the concrete industry, indicating that NMR-based, low-fidelity surrogate characterizations, combined with a focused, data-driven design approach, can substantially accelerate the development of durable, sustainable concrete mixtures. T2 - Rilem Spring Convention & Conference CY - Milan, Italy DA - 10.04.2024 KW - Nuclear magnetic resonance KW - Carbonation resistance KW - Cement and concrete KW - SLAMD app KW - Predictability PY - 2024 AN - OPUS4-60000 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Krankenhagen, Rainer A1 - Weigel, Sandra T1 - Photothermal investigation of original and degraded asphalt N2 - Asphalt is one of the most common materials used in road construction. It is subject to both chemical and structural aging processes during use. At least to our knowledge, it is not currently known whether these aging processes also lead to a measurable change in the thermal properties of asphalt. If so, these changes could be exploited for non-destructive testing of the aging condition in situ. Photothermal analysis of a component surface involves looking at the time course of the surface temperature during and after pulse-like heating with an expanded laser beam. In the case of concrete surfaces, this method works well under laboratory conditions. It allowed the determination of the thermal effusivity. Now it should be investigated whether the photothermal signal allows conclusions to be made regarding the aging state of the asphalt. Within the scope of this paper, 2 asphalt specimens were investigated: a closed asphalt with 3% void content (SMA 11S) and an open-pore asphalt with 25% void content (PA 8). Both samples were artificially degraded according to a standardized procedure, leaving a portion of the surface unaffected. Subsections from both areas were then separated for photothermal testing. It was found, that the photothermal method is apparently not sensitive enough to detect aging on asphalt in general. However, it is noteworthy that both asphalt types heat up significantly faster than would be expected from the theory of heat conduction, which might be explained by the specific microstructure. T2 - 22nd Conference ECTP "European Confence on thermophysical properties" CY - Venice, Italy DA - 10.09.2023 KW - Asphalt KW - Ageing KW - Photothermal PY - 2023 AN - OPUS4-58857 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -