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The silicon based semiconductor structure Si/SiO2/Si3N4/LaF3/Pt can be used as a potentiometric oxygen sensor working at room temperature. A thermal re-activation can be applied to overcome the earlier disadvantage of an increase in response time with continuous use. Using the Pt gate electrode as a resistive heater, very short electrical high-power pulses can be applied. A heating time as short as 300 ns was sufficient for the re-activation of the sensor. This way, only the sensitive thin layer system LaF3/Pt was heated, and the whole sensor was at room temperature immediately after heating. Impedance spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and quadruple mass spectrometric (QMS)thermogravimetry (TG) were used to investigate the mechanism of deterioration in dynamic sensor behaviour and re-activation. The formation of hydrated carbonate and the desorption of CO2 and H2O have been shown to be the causes.
Zusammenfassung
Die Anwendung des Ultraschallecho-Verfahrens zur Hohlstellenortung in Holzbalken wird beschrieben.
An Hand der Versuchsergebnisse wird der Einfluss der Anisotropie des Holzes auf die Messkopfanordnung und Schallgeschwindigkeit dargestellt. Mit der optimierten Messanordnung ist die erfolgreiche Detektierung von Nachbildungen von Minderdicken und Kernfäule möglich. Besonders klar sind Schäden in Faserrichtung (Kernfäulenachbildung) nachzuweisen. Die sehr guten Ergebnisse zeigen die Anwendbarkeit des Ultraschallecho-Verfahrens an Holz.
Der maßgebliche Einfluss turbulenter Strömungsbewegungen auf den Ablauf von
Explosionen ist bereits seit längerem bekannt. Wegen der Schwierigkeit, Betrag und
Richtung der turbulenten Schwankungsgeschwindigkeit in-situ zu messen, existieren
jedoch nur wenige diesbezügliche experimentelle Daten.
Es wurde deshalb eine aus drei Glassegmenten bestehende Versuchsapparatur mit
etwa 100 l Volumen und einem Länge/Durchmesser-Verhältnis von 4,7 errichtet, die
die gleichzeitige Messung der Strömungsgeschwindigkeit und deren turbulenter
Fluktuation, der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Flamme, der zeitlichen Entwicklung
des Explosionsdruckes sowie im Falle von Staubexplosionen der Staubkonzentration
erlaubte.
Die Glassegmente wurden durch Metallflansche verbunden, an welche insgesamt
sechzehn gleichmäßig über Umfang und Höhe verteilte Ventilatoren zur kontrollierten
Erzeugung eines Turbulenzfeldes montiert waren.
Die Explosionsversuche wurden mit einem Propan-Stickstoff-Sauerstoff-Gemisch
sowie mit einem Maisstärke-Luft-Gemisch durchgeführt. Die Zündung der
explosionsfähigen Gemische erfolgte durch einen Hochspannungsfunken.
Als Berstfolien wurden zwei Polyethylenfolien (Dicke 10 und 15 µm) und drei
Aluminiumfolien (Dicke 15, 20 und 22 µm) verwendet.
Die Versuche zeigten sowohl bei Gas- als auch bei Staubexplosionen eine Zunahme
des reduzierten Explosionsdruckes für wachsende turbulente Schwankungs-geschwindigkeiten
im Bereich von 0 m/s bis 0,45 m/s. Diese Zunahme war
besonders ausgeprägt für verhältnismäßig kleine Entlastungsflächen (Durchmesser <
70 mm) bei geringen Ansprechdrücken (Polyethylenfolie), während für höhere
Ansprechdrücke (Aluminiumfolie) der Einfluss der Turbulenz zurückging.
Zur Ergänzung der Experimente wurden Simulationsrechnungen mit dem
Computational Fluid Dynamics-Programm Fluent6 unternommen. Diese Rechnungen
dienten der Validierung der den Programmen zugrunde liegenden Modelle im
Hinblick auf ihre Anwendbarkeit zur Berechnung von Explosionsabläufen in
technischen Anlagen. Es konnte eine realistische Wiedergabe der Druck-Zeit-Verläufe
durch die Rechnungen erreicht werden.
Kurzfassung
Die Anwendung niederfrequenter Ultraschall-Echotechnik mit Longitudinal- und Transversalwellen für die Materialuntersuchung von Holzbauteilen wird beschrieben. Weiterhin wird der Einfluss der Holzfasern auf die Schallgeschwindigkeiten und Oberflächenwellen an Hand von Messergebnissen aufgezeigt. Die Leistungsfähigkeit des Ultraschall-Echoverfahrens an ungeschädigten Holzkörpern und Körpern mit eingebrachten Bohrungen in Faserrichtung (Kernfäulnissimulation) wird dargestellt. Es ist zudem möglich, bei koppelmittelfreier Ankopplung mit Transversalwellen indirekt Fäulnis von der ungeschädigten Bauteilseite aus zu orten. Als Referenzverfahren werden die Bohrwiderstandsmethode oder die Röntgendurchstrahlung eingesetzt.
In diesem Beitrag wird die Anwendung von Radiographiesystemen zum Auffinden von Holzschäden beschrieben. Die Anlage besteht aus einer mobilen Röntgenblitzröhre und einem digitalen Radiographiesystem mit Speicherfolie oder einem Flachdetektor. An Hand der durchgeführten Versuche an Laub- und Nadelbäumen sowie an Eichenbalken der Marienkirche der Lutherstadt- Wittenberg wird die Detektion innerer Schäden gezeigt.