Filtern
Erscheinungsjahr
Dokumenttyp
- Beitrag zu einem Tagungsband (27)
- Zeitschriftenartikel (10)
- Posterpräsentation (10)
- Vortrag (5)
- Beitrag zu einem Sammelband (4)
- Dissertation (1)
- Forschungsbericht (1)
Schlagworte
- Funksensorik (5)
- Sensornetzwerk (5)
- Strukturüberwachung (5)
- Inertial navigation system (4)
- Magnetic field (4)
- Schadensfrüherkennung (4)
- Embedded systems (3)
- Fiber Bragg grating (3)
- Inertial measurement unit (3)
- Magnetostriction (3)
- Non-destructive evaluation (3)
- Person tracking (3)
- Sensor calibration and validation (3)
- Strain (3)
- Ultrasound (3)
- 3D sensor (2)
- Air-coupled (2)
- BLE (2)
- Bluetooth (2)
- Bluetooth Low Energy (2)
- Cellular polypropylene (2)
- Digital image correlation (DIC) (2)
- Digitale Bildkorrelation (DIC) (2)
- Dynamic testing (2)
- Dynamische Tests (2)
- Early-damage-detection (2)
- Ferroelectret (2)
- Fiber bragg grating (2)
- Hazardous scenarios (2)
- Lamb-waves (2)
- Magnetostrictive metal coating (2)
- RSSI (2)
- SHM (2)
- Self-diagnostic fiber optical sensor (2)
- Spannungs-Dehnungs-Kurve (2)
- Split Hopkinson pressure bar (SHPB) (2)
- Stress-strain curve (2)
- Structural health monitoring (2)
- Transducer (2)
- Wireless sensor network (WSN) (2)
- 3D calibration method (1)
- ACC (1)
- Accelerometer (1)
- Accelerometers (1)
- Actuators (1)
- Adhesive joint (1)
- Air-based (1)
- Air-coupled ultrasonic testing (1)
- Auto-validation (1)
- Automatic 3D calibration (1)
- Bauteil (1)
- Bauteilmonitoring (1)
- Bauwerk (1)
- Behälter (1)
- Bewegungsanalyse (1)
- Calibration (1)
- Container (1)
- DDS (1)
- Dangerous goods (1)
- Data bus (1)
- Data fusion (1)
- Data-fusion (1)
- Datenbus (1)
- Dead reckoning (1)
- Deep learning (1)
- Drop test (1)
- ECD-Aktorschicht (1)
- Early damage detection (1)
- Elektrostriktion (1)
- Fallprüfung (1)
- Faser-Bragg Gitter (1)
- Faseroptik-Sensoren (1)
- Fatigue behaviour (1)
- Ferroelectrets (1)
- Ferroelektret (1)
- Feuchtemessung (1)
- Fiber Bragg gratings (1)
- Fibre Bragg grating (1)
- Finite element methods (1)
- Focused sound fields (1)
- Focused transducers (1)
- Focusing (1)
- Funkgestützte Sensorik (1)
- GYRO (1)
- Gefahrstoffe (1)
- Geführte Wellen (1)
- Global Positioning System (1)
- Guided wave (1)
- Guided waves (1)
- Gyroscope (1)
- Gyroscopes (1)
- Hopkinson bar (1)
- Hopkinsonstab (1)
- Indoor localization (1)
- Indoor positioning (1)
- Indoor positioning error reduction (1)
- Inertial navigation (1)
- Inertial tracking (1)
- Lamb wave (1)
- Localization (1)
- Long-Term Monitoring (1)
- Luftultraschall (1)
- MAG (1)
- Machine learning (1)
- Magnetic field measurement (1)
- Magnetic field sensor (1)
- Magnetic sensors (1)
- Magneto-optischer Sensor (1)
- Magnetostriktive Beschichtung (1)
- Measurement (1)
- Measurement uncertainty (1)
- Mesh routing (1)
- Modeling and simulation (1)
- Moisture (1)
- Moisture Measurement (1)
- Monitoring (1)
- Moving person localization (1)
- Multi-Hop WSN (1)
- Multi-hop (1)
- Multi-sensor (1)
- Multi-sensor device (1)
- Multi-sensor system (1)
- Multichannel measuring system (1)
- Multihop (1)
- Multisensor system (1)
- Network (1)
- Nickel-/Nickel-Eisen- Magnetostriktion (1)
- PVD-Haftfestigkeit (1)
- Patch (1)
- Rosette (1)
- Schadenfrüherkennung (1)
- Selbstkalibrierung (1)
- Self-calibration-method (1)
- Self-diagnosis (1)
- Sensor (1)
- Sensor fusion (1)
- Sensortechnik (1)
- Stereo-Videogrammetrie (1)
- Strain gauge factor (1)
- Structural Health Monitoring (1)
- Technische Infrastruktur (1)
- Technische Überwachung (1)
- Temperature and Frequency Compensation (1)
- Temperaturkompensation (1)
- Ultraschallprüfung (1)
- Ultrasonic (1)
- Ultrasonic testing (1)
- Validation (1)
- Vielkanalmesssystem (1)
- WSN (1)
- Wandler (1)
- Water dipoles (1)
- Zelluläres Polypropylen (1)
- Zerstörungsfreie Prüfung (1)
Organisationseinheit der BAM
Eingeladener Vortrag
- nein (5)
Ultrasonic testing of adhesively bonded joints using air-coupled cellular polypropylene transducers
(2014)
In air-coupled ultrasonic testing, the impedance mismatch between the transducer and the air is commonly being solved by adding matching layers to composite transducers. To avoid the difficult technological procedure regarding matching layers, some new piezoelectric materials have been proposed. Most promising are ferroelectrets, which are charged cellular polymers, having ferroelectric and consequently piezoelectric properties. In particular, the extreme softness of cellular polypropylene (cPP) leads to a high piezoelectric constant and to a good impedance match with the air, making matching layers redundant. Its elasticity modulus below 1 MPa causes an additional effect not observed with common piezoelectric materials: that is the electrostrictive effect, here defined as the thickness change due to the attractive force between the transducer electrodes. This effect exceeds the piezoelectric effect at excitation voltages over 1 kV. The extreme softness of cPP leads also to high flexibility, enabling easy focusing by bending the transducer.
We have developed air-coupled ultrasonic transducers based on cPP. This includes the electrical matching networks for the transmitter and for the receiver. The transmitter is excited with voltages up to 2.5 kV, so that the electrostrictive effect dominates, leading to sound pressure around 145dB at the transducer surface. These transducers have been applied for testing carbon-fiber-reinforced polymer plates, adhesive joints and other composite structures. Here we report about ultrasonic transmission of two types of adhesive joints. The first one is multi-layer aluminium components with some artificial disbonds, which are common in aerospace industry, and the second one is an aluminium-steel joint with polyurethane adhesive, which is used in automotive industry.
The absolute detection of a gap distance of loose and ftxed extrinsic Fabry-Perot interferometer (EFPI) sensors with conventional measurement Systems is not possible. Due to this EFPI-sensors were deemed to be unfit for distance determination in comparision with FBG sensors. With the conventional measurement method a continous measurement of the EFPIsensors was necessary. Otherwise data about the distance change was lost. Additional it is necessary to detect the tumaround points in the interference signal with 100%. This made it worse for the analysis and the use of the sensor. At BAM Federal Institute for Materials Research and Testing a measurement System called “EFPI-Scan” is developed which can measure the absolute gap distance of four connected EFPI-sensors synchronous. Every measurement channel is temperature independetn and long term stable. Test measurements showed a deviation of maximum ±1 gm per hour. Furthermore it is possible to measure with different measurement modes (abolute, relative and a combination of both). Special emphasis should be placed to the absolute measurement accuracy of ± 5 pm at a gap distance determination ftom 40 up to 4000 pm.
In diesem Paper wird ein absolut messendes faseroptisches Messsystem zur Bestimmung des Gap-Abstandes von niedrig reflektierenden losen und festen extrinsischer Fabry-Pérot Interferometer (EFPI) vorgestellt. Die häufigste Methode zur Bestimmung von Dehnungen oder Bewegungen durch EFPI-Sensoren ist eine kontinuierliche relative Ermittlung einer Veränderung mit einer nachträglichen Auswertung. Unterbrechungen in der Datenerfassung oder Fehler bei der Interferenzstreifen-Auswertung führen zu einer nicht abschätzbaren Messunsicherheit. Damit war es bis dato nicht möglich, eine absolute Veränderung von eingesetzten EFPI-Sensoren zu bestimmen. Mit dem an der BAM entwickelten Verfahren, ist dies jetzt möglich, die absolute Veränderung zu bestimmen. Dieses System namens 'EFPI-Scan' wird in dem Papier dargestellt werden.
The combination of different types of sensors to multi-sensor devices offers excellent potential for monitoring applications. This should be demonstrated by means of four different examples of actual developments carried out by Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM): monitoring and indoor localization of relief forces, a micro-drone for gas measurement in hazardous scenarios, sensor-enabled radio-frequency identification (RFID) tags for safeguard of dangerous goods, and a multifunctional sensor for spatially resolved under-surface monitoring of gas storage areas. Objective of the presented projects is to increase the personal and technical safety in hazardous scenarios. These examples should point to application specific challenges for the applied components and infrastructure, and it should emphasize the potential of multi-sensor systems and sensor data fusion.
In der vorliegenden Dissertation Lokalisierung sich bewegender Objekte innerhalb und außerhalb von Gebäuden wird die Herausforderung thematisiert ohne Nutzung lokaler Infrastruktur eine genaue Lokalisierung sich bewegender Objekte innerhalb von Gebäuden durchzuführen.
Eine der wichtigsten Fragestellungen, die Grundlage dieser Arbeit ist, beschäftigt sich mit der Möglichkeit, eine Indoor-Lokalisierung mit Low-Cost-Sensoren zu realisieren. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit ist diese Aufgabenstellung entsprechend den nachfolgend beschriebenen Schritten abgearbeitet worden.
Zuerst wurde die mathematische Abbildung der verschiedenen Koordinatensysteme (Sensorsystem, Weltkoordinaten) näher betrachtet und die Überführungsmöglichkeiten (Quaternion) analysiert. Um der Herausforderung gerecht zu werden, ohne die Nutzung lokaler Infrastruktur ein sich bewegendes Objekt zu lokalisieren, musste eine eigene Testplattform realisiert werden. Für die Testplattform ist eine eigene Hardware mit ausgewählten handelsüblichen Low-Cost-Sensoren entworfen worden. Diese BodyGuard-System genannte Testplattform dient zur Überführung und Überprüfung der entwickelten mathematischen Algorithmen. Bei anschließenden ersten Tests stellte sich heraus, dass die Qualität der Ortsbestimmung (Genauigkeit) nur durch eine Kalibrierung der Sensoren sichergestellt werden kann. Aufgrund dieser Tatsache ist ein automatisches Kalibrierverfahren entwickelt worden. Weiterführend werden die unterschiedlichen Sensoren mittels Plausibilitätsprüfung miteinander fusioniert, um zum Beispiel das Driftverhalten zu eliminieren. Aufbauend auf diesen kalibrierten, plausibilisierten und fusionierten Bewegungsdaten ist der Betrachtungszeitraum für unterschiedliche Bewegungsmerkmale eingeführt worden, um so die Akkumulation von Lokalisierungsunsicherheiten als Funktion der Zeit zu vermeiden. Im letzten Schritt ist eine Validierung der Algorithmen in Experimenten durchgeführt worden.
Das Ergebnis der Arbeit lässt sich wie folgt zusammenfassen. Unter Anwendung der Kalibriermethode zur Charakterisierung der Sensoren, deren Eigenschaften und Verhalten bei Bewegungen, lässt sich eine Position auch über einen längeren Zeitraum ausreichend genau bestimmen und eine Indoor-Lokalisierung auch mit Low-Cost-Sensoren realisieren. Die über diese Methode erzielte Genauigkeit liegt bezogen auf den zurückgelegten Weg bei ±1 % Abweichung über einen Zeitraum von 15 Minuten.