Analytische Chemie
Filtern
Dokumenttyp
- Vortrag (531) (entfernen)
Sprache
- Englisch (344)
- Deutsch (182)
- Mehrsprachig (3)
- Russisch (2)
Referierte Publikation
- nein (531)
Schlagworte
- Concrete (41)
- NDT (36)
- Zerstörungsfreie Prüfung (28)
- LIBS (26)
- Ultrasound (24)
- Thermography (22)
- Ultraschall (22)
- Additive manufacturing (20)
- Non-destructive testing (17)
- Simulation (14)
- Beton (13)
- Monitoring (13)
- Super resolution (13)
- Thermografie (13)
- Additive Fertigung (12)
- Human Factors (12)
- Mobile Robot Olfaction (11)
- X-ray computed tomography (11)
- ZfP (11)
- Machine Learning (10)
- Radar (10)
- Wirbelstromprüfung (10)
- Industry 4.0 (9)
- Lamb waves (9)
- Reliability (9)
- Structural Health Monitoring (9)
- Chloride (8)
- Civil engineering (8)
- Luftgekoppelte Ultraschallprüfung (8)
- Luftultraschall (8)
- NMR (8)
- Nondestructive testing (8)
- SBFEM (8)
- Building materials (7)
- Computed tomography (7)
- Feuchte (7)
- Imaging (7)
- Non-Destructive Testing (7)
- Phased Array (7)
- Computed Tomography (6)
- Digitalisierung (6)
- Environmental monitoring (6)
- Ferroelektret (6)
- Geometric Phase (6)
- Laser Thermography (6)
- Machine learning (6)
- Material moisture (6)
- Residual stress (6)
- Scaled Boundary Finite Element Method (6)
- Tomography (6)
- Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS) (6)
- Additive Manufacturing (5)
- Atmospheric pressure plasma (5)
- Bauwesen (5)
- CFK (5)
- Coherent Heterodyne (5)
- DLP (5)
- DMD (5)
- Eddy current testing (5)
- Existing structures (5)
- Faseroptische Sensorik (5)
- Geführte Ultraschallwellen (5)
- Geophysics (5)
- H2Safety@BAM (5)
- Inspection (5)
- Internal defects (5)
- Laser Powder Bed Fusion (5)
- Localization of gas sources (5)
- Messunsicherheit (5)
- Moisture transport (5)
- Nondestructive Testing (5)
- Normung (5)
- Qualitätssicherung (5)
- Schädigung (5)
- SensRef (5)
- Thermoakustik (5)
- Tomographic reconstruction of gas plumes (5)
- Ultraschallprüfung (5)
- Ultraschallwandler (5)
- Ultrasonic Guided Waves (5)
- ZfP 4.0 (5)
- Aerial robot (4)
- Air-coupled ultrasound (4)
- BAMline (4)
- Bridges (4)
- Brücken (4)
- Chlorid (4)
- Chlorine (4)
- DAS (4)
- Datenfusion (4)
- Distributed Fiber Optic Sensor (4)
- Ferroelectret (4)
- Flying line thermography (4)
- Gas sensor (4)
- Gas source localization (4)
- Industrie 4.0 (4)
- Kunststoffe (4)
- Künstliche Bewitterung (4)
- Laser powder bed fusion (4)
- Laser thermography (4)
- Maschinelles Lernen (4)
- Measurement uncertainty (4)
- Mobile robotic olfaction (4)
- Moisture (4)
- Nachrechnung (4)
- Nano aerial robot (4)
- Neutron Diffraction (4)
- Plasma (4)
- Porosity (4)
- QI-Digital (4)
- Standardisierung (4)
- Structural health monitoring (4)
- Super Resolution (4)
- TDLAS (4)
- UAV (4)
- Wirbelstrom (4)
- X-ray refraction (4)
- 1d laser (3)
- Acceptance (3)
- Artificial Intelligence (3)
- Assessment (3)
- Bridge (3)
- CFRP (3)
- COD-AGE (3)
- Circular economy (3)
- Coda wave interferometry (3)
- Composites (3)
- Compressed Sensing (3)
- Cracks (3)
- DICONDE (3)
- Damage (3)
- Damage evolution (3)
- Defect detection (3)
- Druckbehälter (3)
- Eddy current (3)
- Faserverbundwerkstoffe (3)
- Faserverstärkter Beton (FRC) (3)
- Feuchtigkeitsmessung (3)
- Fußboden (3)
- GFRP (3)
- GMR (3)
- Gas discharges (3)
- Gas tomography (3)
- Gassensorik (3)
- Guided waves (3)
- Human-Centered Approach (3)
- Human-Machine Interaction (3)
- Hydrogen (3)
- Image resolution (3)
- In-situ monitoring (3)
- Inspection Personnel (3)
- International Institute of Welding (3)
- Laser (3)
- Laser array (3)
- Laserthermografie (3)
- Leckdetektion (3)
- Low-cost (3)
- Luftgekoppelter Ultraschall (3)
- Mapping (3)
- Material classification (3)
- Material testing (3)
- Messdaten (3)
- Metrologie zur Wasserstoffspeicherung (3)
- Micro hollow cathode discharge (3)
- Multigassensorik (3)
- Muon tomography (3)
- NDE 4.0 (3)
- Neutronensonde (3)
- Non-Destructive Evaluation (3)
- Numerical modelling (3)
- Rail inspection (3)
- Reassessment (3)
- Recycling (3)
- Röntgencomputertomographie (CT) (3)
- Safety (3)
- Salzbeton (3)
- Sensor network (3)
- Structural Health Monitoring (SHM) (3)
- Synchrotron (3)
- UAV-REGAS (3)
- Ultrasonic (3)
- VCSEL (3)
- Wireless Sensor Network (3)
- X-ray back scattering (3)
- X-ray imaging (3)
- X-ray refraction radiography (3)
- XCT (3)
- 2D model (2)
- AI (2)
- Acoustic Emission (2)
- Acoustic Emission (AE) (2)
- Acoustic emission (2)
- Active thermography (2)
- Adhesive Bonding (2)
- Air Pollution (2)
- Air Quality (2)
- Air-coupled transducers (2)
- Air-coupled ultrasonic testing (2)
- Alkalien (2)
- Alkalies (2)
- Ameisensäure (2)
- Artificial Neural Networks (2)
- Artificial neural networks (2)
- Automatic Segmentation (2)
- BODIPY dye (2)
- BOFDA (2)
- Biene (2)
- Bouts (2)
- Brennfleckmessung (2)
- Brücke (2)
- Brückenbauwerke (2)
- Canny approach (2)
- Cellular polypropylene (2)
- Charakterisierung (2)
- Coda (2)
- Computed radiography (CR) (2)
- Concrete bridges (2)
- Conformity assessment (2)
- Construction and demolition waste (2)
- Convolutional Neural Networks (2)
- Convolutional Neuronal Networks (2)
- Corrosion (2)
- Damage assessment (2)
- Data Analysis (2)
- Data fusion (2)
- Data reconstruction (2)
- Datenanalyse (2)
- Digital Detector Array (DDA) (2)
- Digitale Bildkorrelation (DVC) (2)
- Digitaler Kalibrierschein (2)
- Dispersion (2)
- Distributed acoustic sensing (2)
- Distributed fiber optic sensing (2)
- Distributed fiber-optic sensors (2)
- Distributed robotics (2)
- Dust sensor (2)
- Eingeschlossene Defekte (2)
- Eisenbahn (2)
- Elastic waves (2)
- Electrical impedance (2)
- Electronic nose (2)
- Embedded Sensors (2)
- Embedded sensors (2)
- Endlager (2)
- Environmental Monitoring (2)
- Failure Modes and Effects Analysis (2)
- Faserverbundwerkstoff (2)
- Ferromagnetischer Kunststoff (2)
- Fiber optics sensors (2)
- Flash thermography (2)
- Flat bottom holes (2)
- Fluid-Structure Interaction (2)
- Fluidic device (2)
- Fluidische Oszillatoren (2)
- Fluorometric sensing (2)
- GPR (2)
- Gas Distribution Mapping (2)
- Gas distribution mapping (2)
- Geführte Wellen (2)
- Guided Waves (2)
- High-power laser (2)
- Human factors (2)
- Impact damage (2)
- In-situ Monitoring (2)
- In-situ Prüfverfahren (2)
- Industrielle Radiographie (2)
- Infrastructure monitoring (2)
- Inter-robot measurements (2)
- Interferometry (2)
- Inverse Probleme (2)
- Inverse procedure (2)
- Joint sparsity (2)
- Kissing Bonds (2)
- Knudsen effect (2)
- Korrosion (2)
- Künstliche Neuronale Netze (2)
- LAUS (2)
- Laminography (2)
- Large Scale Facilities (2)
- Laser-Thermografie (2)
- Load transfer (2)
- Lock-in Thermography (2)
- Lock-in thermography (2)
- Materialcharakterisierung (2)
- Measurement (2)
- Mechanisierte Schienenprüfung (2)
- Metrology (2)
- Mobile robot olfaction (2)
- Multilayered structures (2)
- NDT 4.0 (2)
- NDT-CE (2)
- Nachrechnungsrichtlinie (2)
- Nano UAV Swarm (2)
- Neutron diffraction (2)
- Non-destructive testing (NDT) (2)
- Non-destructuve testing (2)
- Notches (2)
- Nuclear (2)
- Nuclear Waste (2)
- Numerical simulation (2)
- Online Monitoring (2)
- Online monitoring (2)
- Ontology (2)
- Passive Smart Dust (2)
- Penalty Parameter (2)
- Phased array (2)
- Physisorption (2)
- Pile (2)
- Plasma acoustics (2)
- Plume (2)
- Porous ceramics (2)
- Probability of Detection (2)
- Process Analytical Technology (2)
- Projektor (2)
- Pulse thermography (2)
- RASEM (2)
- RFID (2)
- Radiographische Prüfung (2)
- Reconstruction (2)
- Relative Luftfeuchte (2)
- Reliability assessment (2)
- Revision of ISO 24497 (2)
- Richtlinie (2)
- Roboter (2)
- Röntgen-Refraktion (2)
- Röntgenrefraktion (2)
- SHM (2)
- Sandstein (2)
- Schallemission (2)
- Schienenprüfung (2)
- Schweißnahtprüfung (2)
- Seismology (2)
- Selective excitation (2)
- Sensor (2)
- Sensorik (2)
- Signalmerkmale (2)
- Small Data (2)
- Spatial Interpolation (2)
- Structural safety (2)
- Sulfate (2)
- Sulfates (2)
- Sulphate (2)
- Super-resolution (2)
- Surface breaking defects (2)
- Surface dielectric barrier discharge (2)
- Surface waves (2)
- Swarm (2)
- Synchrotron radiation (2)
- Synthetic Training Data (2)
- Tendon duct (2)
- Thermoacoustics (2)
- Transducer (2)
- Ultraschallwellen (2)
- Ultrasonic Testing (2)
- Uncertainty (2)
- VCSEL array (2)
- Validation (2)
- Verschlussbauwerk (2)
- Verschlussbauwerke (2)
- Verteilte faseroptische Sensorik (2)
- Virtual wave (2)
- Wandler (2)
- Wasserstoffspeicher (2)
- Wood materials (2)
- X-Ray (2)
- X-ray Computed Tomography (2)
- Zeitaufgelöste THz-Spektroskopie (2)
- Zerstörungsfreie Prüfung im Bauwesen (2)
- Zuverlässigkeitsbewertung (2)
- 3DCP (1)
- AD (1)
- AIC picker (1)
- AKR (1)
- Abbildungsverfahren (1)
- Abbruchstatik (1)
- Absorption edge (1)
- Absorption edge tomography (1)
- Acoustic-structure interaction (1)
- Active themrography (1)
- Added Value (1)
- Additive manufacturing of concrete (1)
- Adhesive bonds (1)
- Adhesive joint (1)
- Advanced Manufacturing (1)
- Aerial Robot (1)
- Aerial Robot Olfaction (1)
- Aeroacoustics (1)
- Aerodynamics (1)
- Air pollution (1)
- Air quality (1)
- Air-coupled (1)
- Air-pollution monitoring (1)
- Airborne ultrasonic testing (1)
- Akkreditierung (1)
- Aktive Laserthermografie (1)
- Aktive Thermografie (1)
- Aktivitätsfeld Security (1)
- Aktuelle Normentwicklung (1)
- Akustik (1)
- Al alloys (1)
- Al-Si alloys (1)
- AlSi12CuMgNi (1)
- Algorithmic Differentiation (1)
- Alkali aktiviertes Material (1)
- Alkali-Silica Reaction (ASR) (1)
- Alkali-aktiviertes Material (1)
- Aluminium Alloys (1)
- Ammonia (1)
- Ammoniak (1)
- Ammonium nitrate (1)
- Amorphous materials (1)
- Analytical model (1)
- Analytik (1)
- Analyzer-Based Imaging (1)
- Anisotropy estimate (1)
- Ansprechzeit (1)
- Apis mellifera (1)
- Arbitrary trajectories (1)
- Array (1)
- Arraysensoren (1)
- Arrival time (1)
- Artificial intelligence (1)
- Artificial weathering (1)
- Atmosphärendruckplasma (1)
- Austenitic stainless steel (1)
- Auswirkungsbetrachtung (1)
- Autocorrelation (1)
- Automation (1)
- Automobilindustrie (1)
- Autonome Systeme (1)
- Axle Inspection (1)
- BIM (1)
- Barker codes (1)
- Baustoffe (1)
- Bauteilmonitoring (1)
- Beam hardening (1)
- Benchtop NMR Spectroscopy (1)
- Berührungsloser Ultraschall (1)
- Bestandsbauwerke (1)
- Beständigkeit von Kunststoffen (1)
- Betonfahrbahndecken (1)
- Betonprüfung (1)
- Beurteilung von Bestandstragwerken (1)
- Bild Klassifizierung (1)
- Bildgebende Darstellung (1)
- Bildqualitätsnachweis (1)
- Bingham Fluid (1)
- Bingham fluid (1)
- Bio engineering (1)
- BioProScale (1)
- Biotechnology (1)
- Bistable amplifier (1)
- Boolean results (1)
- Borehole (1)
- Bridge monitoring (1)
- Brillouin distributed fiber sensor (1)
- Brunauer-Emmett-Teller (BET) Method (1)
- Brückenträger (1)
- Building floors (1)
- CT (1)
- Capillary suction (1)
- Carbon fibre reinforced polymer (1)
- Cement (1)
- Cement pastes (1)
- Certified reference materials (1)
- Chemisoprtion (1)
- Chlorides (1)
- Cladding-doped fibers (1)
- Clean energy technology (1)
- Cleaniliness purity grade ultrasound non-destructive volumetric measurement standard (1)
- Coda wave (1)
- Codawelleninterferometrie (1)
- Colorimetric sensor particles (1)
- Comparison ndt methods FRP fibre reinforced plastics ultrasound (1)
- Composite (1)
- Composite Structures (1)
- Composite panel (1)
- Composite preasure vessel (1)
- Composite pressure vessel (1)
- Composite-Druckgefäß (1)
- Computational engineering (1)
- Computed Tomographie (1)
- Computer Tomographie (1)
- Computertomografie (1)
- Computertomographie (1)
- Concret (1)
- Convolutional LSTM (1)
- Convolutional neural networks (1)
- Corresponding relative humidity (1)
- Coulometric sensors (1)
- Crack-detection algorithms (1)
- Creep (1)
- Cyber-Physical Systems (1)
- DCC (1)
- DCNNs (1)
- DGZfP-Richtlinien (1)
- DIN EN 12681:2017 (1)
- DIN EN ISO 17636 (1)
- DIRECTT (1)
- DTS (1)
- Damage Detection (1)
- Damage correlation map (1)
- Damage histogram (1)
- Damage processes (1)
- Data Conditioning (1)
- Data Science (1)
- Data analysis (1)
- Data processing (1)
- Data-supported assessment (1)
- Datenbank (1)
- Datenformat (1)
- Deep Learning (1)
- Deep learning (1)
- Defect Prediction (1)
- Defect prediction (1)
- Defects (1)
- Delamination (1)
- Denoising Deblurring Sharpening (1)
- Detektion (1)
- Dickenmessung, (1)
- Dielectric barrier discharge (1)
- Diffraction Enhanced Imaging (1)
- Diffraction elastic constants (1)
- Diffusion coefficient (1)
- Digital Calibration Certificate (1)
- Digital Certificates (1)
- Digital Detector Arrays (1)
- Digital Radiology (1)
- Digital Traceability (1)
- Digital Transformatioin (1)
- Digital light processing (1)
- Digital radiography (1)
- Digitale Radiographie (1)
- Digitale Röntgendetektoren (1)
- Digitale Transformation (1)
- Digitale Volumenkorrelation (DVC) (1)
- Digitalisation (1)
- Digitalization (1)
- Digitization (1)
- Direktumwandelnde Detektoren (1)
- Dispersionsabbildungen (1)
- Dissimilar Welds (1)
- Distributed Acoustic Sensing (1)
- Distributed Brillouin sensing (1)
- Distributed POF sensor (1)
- Distributed sensing (1)
- Distributed strain sensing (1)
- Distributed temperature sensing (1)
- Double-multilayer monochromators (1)
- Drone (1)
- Druckfeuchte (1)
- Dual-energy (1)
- Durability assessment (1)
- Dynamic stall (1)
- Dynamic strain sensing (1)
- Dynamic structural response (1)
- ECD NiFe-layer (1)
- Earth (1)
- Earth masonry (1)
- Earthquake Monitoring (1)
- Eddy Current (1)
- Eddy currnet testing (1)
- Education (1)
- Eexisting structures (1)
- Eisenbahnschienen (1)
- Elastic constants (1)
- Elastische Konstanten (1)
- Electric discharge (1)
- Electrochemical deposition (ECD) (1)
- Elektretwandler (1)
- Elektrolyseverfahren (1)
- Elektronische Nase (1)
- Embedded sensor (1)
- Endlagerung (1)
- Energieauflösende Detektoren (1)
- Energy production (1)
- Energy storage (1)
- Energy systems (1)
- Engineered Barrier System (EBS) (1)
- Enriched finite element method (1)
- Environment (1)
- Erklärbare KI (1)
- Erstellung von Gasverteilungskarten (1)
- Ettringit (1)
- European Metrology Network (EMN) (1)
- Evaluation (1)
- Existing Concrete Structures (1)
- Existing bridges (1)
- Explainable AI (1)
- Explosion (1)
- FEM (1)
- FFT (1)
- FMEA (1)
- Faser-Bragg Gitter (1)
- Faseropische Sensorik (1)
- Faseroptische Sensoren (1)
- Feuchtesensor (1)
- Fiber optic sensing (1)
- Fiber reinforced polymer (1)
- Fiber- Bragg-gratings (FBG) (1)
- Fibre orientation (1)
- Fibre-optic sensors (1)
- Fibre-reinforced polymers (1)
- Film radiography (1)
- Filmbasierend (1)
- Filmersatz (1)
- Filtered back projection (1)
- Finite element analysis (1)
- Finite pulse length (1)
- Flexible electronics (1)
- Flexible sensors (1)
- Fluidic devices (1)
- Fluidic oscillators (1)
- Fluidics (1)
- Fluorescence sensor (1)
- Fluorescent optical fibers (1)
- Flying Spot Laser Thermography (1)
- Flying platforms (1)
- Flüssigwasser (1)
- Focal spot measurement (1)
- Foundation (1)
- Foundations (1)
- Frequency modulation (1)
- Frequenzanalyse (1)
- Frost salt attach (1)
- Full Matrix Capture (1)
- Functional materials (1)
- Functional safety (1)
- Fundament (1)
- GMR Arrays (1)
- GMR-Sensoren (1)
- Gas Dispersion Simulator (1)
- Gas Source Localisation (1)
- Gas Source Localization (1)
- Gas Spectroscopy (1)
- Gas Tomography (1)
- Gas analysis (1)
- Gas diffusion (1)
- Gas mixing system (1)
- Gas mixing systems (1)
- Gas monitoring (1)
- Gas purity (1)
- Gas sensing (1)
- Gas sensors (1)
- Gas simulation (1)
- Gassensoren (1)
- Gemälde (1)
- General Assembly (1)
- Geopolymer (1)
- Geostatistics (1)
- Geotechnics (1)
- Geothermal engineering (1)
- Gerätetechnik (1)
- Giant magneto resistance (1)
- Glass fibre reinforced polymer (1)
- Ground Robot (1)
- Ground penetrating radar (1)
- Ground robot (1)
- Guss (1)
- Gussteilprüfung (1)
- Gutachten (1)
- HDF5 (1)
- HIP (1)
- HPC (1)
- Harsh environments (1)
- Heißluftquelle (1)
- Heterogeneity (1)
- High speed (1)
- Higher order FEM (1)
- Holz (1)
- Holzwerkstoffe (1)
- Honeycomb (1)
- Human error (1)
- Human machine interaction (1)
- Humidity sensing (1)
- Humidity sensor (1)
- Hydrogen Infrastructure (1)
- Hydrogen storage (1)
- Hydrogen tank (1)
- Hydrogen technologies (1)
- Hydrogen technology (1)
- Hygrometrie (1)
- I4.0 (1)
- IFGARD (1)
- IMS (1)
- Identifikation (1)
- Image evaluation (1)
- Image quality (1)
- Image unsharpness (1)
- Imaging condition (1)
- Imker (1)
- Impact (1)
- Impactschäden (1)
- Impakt-Schaden (1)
- Implant (1)
- Implants (1)
- In-situ Druckversuch (1)
- In-situ Prüfung (1)
- In-situ and remote gas sensing (1)
- In-situ sensing (1)
- In-situ tensile test (1)
- Individual cell tracking (1)
- Indoor air quality (1)
- Integrity (1)
- Integrity testing (1)
- Interdigital Transducer (1)
- Interlaboratory comparison (1)
- Inverse Method (1)
- Inverse Verfahren (1)
- Ion mobility spectrometry (1)
- Ionenmobilitätsspektrometrie (1)
- Ionic liquids (1)
- Ionische Flüssigkeit (1)
- Joints (1)
- KDA Training (1)
- KI (1)
- KTE (1)
- Kegelarray (1)
- Keramik (1)
- Keramiken (1)
- Kiesnest (1)
- Kirchhoff (1)
- Klimawechsellagerung (1)
- Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (1)
- Kontaktbedingungen (1)
- Kontaktlos (1)
- Kunsstechnologisch (1)
- Kupferazid (1)
- Künstliche Intelligenz (1)
- Lamb Wellen (1)
- Laplace transform (1)
- Large Aperture Ultrasonic System (LAUS) (1)
- Laser Powder Bed Fusion (PBF-LB/M, L-PBF) (1)
- Laser induced plasma (1)
- Laser scanning (1)
- Lehrplan Universität (1)
- Leichtbau (1)
- Lichtwellenleiter (1)
- Lithium ion battery (1)
- Live Demonstration (1)
- LoRaWAN (1)
- Localisation (1)
- Lokalisierung von Gasemissionsquellen (1)
- Luftankopplung (1)
- Luftfrachtsicherheit (1)
- Luftgekoppelt (1)
- MAPOD (1)
- MFC (1)
- MOF (1)
- MRFA (1)
- MRI (1)
- Machine-Assisted Workflows (1)
- Machined olfaction (1)
- Magnetfeldsensoren (1)
- Magnetic flux leakage testing (1)
- Magnetic sensors (1)
- Magneto-optical coupling (MOC) (1)
- Magneto-optischer Sensor (1)
- Magnetostrictive coating (1)
- Magnetostriktive Beschichtung (1)
- Maintenance (1)
- Maschine learning (1)
- Mass Spectrometry (1)
- Materialfeuchte (1)
- Materials Discovery (1)
- Materials Informatics (1)
- Materialuntersuchung (1)
- Matrix array (1)
- Measurement Uncertainty (1)
- Mechanical properties (1)
- Mechanical strength (1)
- Mensch-Maschine-Interaktion (1)
- Mesopores (1)
- Messung (1)
- Metal Magnetic Memory (1)
- Metal matrix composite (1)
- Metal organic framework (1)
- Metall-Matrix-Komposit (1)
- Methansäure (1)
- Metrologie (1)
- Metrologische Rückführbarkeit (1)
- Michromechanical modeling (1)
- Microcracking (1)
- Microstructural analysis (1)
- Microstructures (1)
- Microwave (1)
- Mikro CT (1)
- Mikropartikel (1)
- Mining (1)
- Mobile Plattform (1)
- Mobile system (1)
- Modelling (1)
- Modelling mass transfer (1)
- Modular Production (1)
- Moisture clog (1)
- Moisture measurement (1)
- Moisture measurement techniques (1)
- Moisture measurements (1)
- Molecular diffusion (1)
- Monitoring Endlager (1)
- Monitoring Konzept (1)
- Morsleben Repository (ERAM) (1)
- Multi Sensor (1)
- Multi-functional coatings for sensors (1)
- Multi-gas sensor (1)
- Multi-gas sensor system (1)
- Multi-layered system (1)
- Multigassensor (1)
- Multiple Lineare Regression (1)
- Multivariate Datenauswertung (1)
- Muon imaging (1)
- Muons (1)
- Mustererkennung (1)
- NDE (1)
- NDT - Metal Magnetic Memory (1)
- NDT Reliability (1)
- NDTML (1)
- NIR (1)
- NMR imaging (1)
- NMR relaxometry (1)
- NMR-Relaxometrie (1)
- Nanoheterostructures (1)
- Nasschemie (1)
- Natural gas (1)
- Neural Nets (1)
- New ISO draft (1)
- Noise Reduction (1)
- Non destructive testing (1)
- Non destructive testing and evaluation (1)
- Non-Contact (1)
- Non-destrucitve testing (1)
- Non-destructive characterisation (1)
- Non-destructive testing in civil engineering (1)
- Non-threshold measurement (1)
- Nondestructive tesing (1)
- Nonlinear (1)
- Nonpolar (1)
- Normierung (1)
- Novel applications (1)
- Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (1)
- Nuclear Structures (1)
- Nuclear magnetic resonance (1)
- Nuclear power plants (1)
- Nuklear magnetische Resonanz (1)
- Numerical Simulation (1)
- OFDR (1)
- OTDR (1)
- Occupational Health (1)
- Odour (1)
- On-site (1)
- On-site measurements (1)
- Online NMR Spectroscopy (1)
- Online-NMR-Spektroskopie (1)
- Onlinemonitoring (1)
- Onotology (1)
- Ontologien (1)
- Opaque materials (1)
- Optical fiber sensor (1)
- Optimum magnification (1)
- OsciFreq (1)
- Outdoor odour (1)
- Outdoor odour control (1)
- PBF-LB (1)
- PMMA (1)
- PVDF (1)
- Packing density (1)
- Parkbauten (1)
- Part geometry (1)
- Part material (1)
- Partial pore saturation (1)
- Partial volume effect (1)
- Partiallly saturated pores (1)
- Partially saturated pores (1)
- Particle Filter (1)
- Particle size distribution (1)
- Passive thermography (1)
- Performance assessment (1)
- Personalzertifizierung (1)
- Personnel Education (1)
- Phased Array Technik (1)
- Phased array probes (1)
- Phased-Array-Prüfköpfe (1)
- Phononic crystal (1)
- Phononisch Kristall (1)
- Phononische Kristalle (1)
- Photon counting detector (1)
- Photothermal imaging (1)
- Photothermisch (1)
- Physical vapour deposition (PVD) (1)
- Piezopolarization (1)
- Pipeline monitoring (1)
- Plasma jet (1)
- Plasma reheating (1)
- Plasma speaker (1)
- Plasmadiagnostik (1)
- Plastic optical fibers (1)
- Polyethylen (1)
- Polymethyl methacrylate (1)
- Polyvinylidene Fluoride (PVDF) (1)
- Pore nucleation (1)
- Pore-size distribution (1)
- Poren (1)
- Porengrößenverteilung (1)
- Porenraumanalyse (1)
- Pores (1)
- Porosity prediction (1)
- Porous media (1)
- Powder (1)
- Prediction from system parameters (1)
- Pressure tanks (1)
- Pressure vessel (1)
- Prill (1)
- Probabilistic (1)
- Probabilistic methods (1)
- Procee Analytical Technology (1)
- Process Control (1)
- Process Industry (1)
- Process control (1)
- Process monitoring (1)
- Projection matrix (1)
- Prozessanalytik (1)
- Prozessindustrie (1)
- Prüfkopf (1)
- Prüflabor (1)
- Prüfverfahren (1)
- Psychology (1)
- Pulse shape (1)
- Pulse-compression laser thermography (1)
- Pulsed thermography (1)
- QCSE (1)
- Qualitative results (1)
- Quality Infrastructure (1)
- Quality control (1)
- Quality management tool (1)
- Quantenpunkte (1)
- Quantiative results (1)
- Quantification (1)
- Querkraftnachweis (1)
- RTM (1)
- Radiografie (1)
- Radiograpgy (1)
- Radiographic Testing (1)
- Radiographic testing (1)
- Radiographie (1)
- Radiography based weld inspection (1)
- Radsatzwellen (1)
- Rail Inspection Phased Array Ultrasound (1)
- Railway (1)
- Ranging (1)
- Rebar (1)
- Refraction (1)
- Reinforcement (1)
- Relative humidity (1)
- Remote gas sensing (1)
- Remote gas sensor (1)
- Reproducible Science (1)
- Reproduzierbare Wissenschaft (1)
- Requirements of Standards (1)
- Residual Stress (1)
- Residual Stresses (1)
- Reverse Time Migration (RTM) (1)
- Reverse time migration (1)
- Rheology (1)
- Rhodamine B (1)
- Riesenmagnetwiderstand (1)
- Risk management (1)
- Rissbildung in Stahl (1)
- Rissen (1)
- Rissentwicklung (1)
- Risserkennung (1)
- Robot-assisted thermography (1)
- Rotationsscanner (1)
- Rotor blade (1)
- Rotorblattschalen (1)
- Röntgen (1)
- Röntgenbeugung (1)
- Röntgenröhre (1)
- Röntgenröhren (1)
- Röntgenrückstreuung (1)
- SEM (1)
- SLS (1)
- SMT (1)
- STEP (1)
- Sandsteine (1)
- Sandstone (1)
- Scaled Boundary FEM (1)
- Scaled Boundary Finite Element Method, Mortar Method (1)
- Scaled boundary finite element method; Stress intensity factors (1)
- Schaden Quantifizierung (1)
- Schadensanalyse (1)
- Schallfeld (1)
- Schichtaufbau (1)
- Seal Waste Safe (1)
- SealWasteSafe (1)
- Seismic (1)
- Seismic measurements (1)
- Selbstdiagnose (1)
- Selbstkalibrierung (1)
- Selective Laser Melting (1)
- Semantic Data Management (1)
- Semantic Web (1)
- Semantisches Datenmanagement (1)
- Semitransparent (1)
- Semitrasnparent materials (1)
- Sensing node (1)
- Sensitivity (1)
- Sensor Network (1)
- Sensor aging and poisoning (1)
- Sensor characterization (1)
- Sensor coating (1)
- Sensor drift (1)
- Sensor model (1)
- Sensor response (1)
- Sensor testing (1)
- Sensorentwicklung (1)
- Sensornetzwerk (1)
- Sequential Learning (1)
- Service life (1)
- Setup and Validation (1)
- Si network (1)
- Signal processing (1)
- Simultaneous temperature and humidity sen (1)
- Singular stress (1)
- Smart geosynthetics (1)
- Sodium ion battery (1)
- Soil science (1)
- Solubility (1)
- Solution doping (1)
- Sorption isotherm (1)
- Sorption theory (1)
- Sorting (1)
- Sound field (1)
- Spalling (1)
- Specialty Chemicals (1)
- Specific surface area (1)
- Spectroscopy (1)
- Speicherfolie (1)
- Spektral induzierte Polarisation (1)
- Spontaneous Polarization (1)
- Sprengstoffspurendetektion (1)
- Spurenfeuchte in Gasen (1)
- Stahlbeton (1)
- Stand der Technik (1)
- Standadization (1)
- Standardisierung bei DIN, CEN und ISO (1)
- Status in Germany (1)
- Steel fibre reinforced concrete (FRC) (1)
- Stochastic model (1)
- Strahlenschutz (1)
- Strategic Research Agenda (SRA) (1)
- Stress singularities (1)
- Streuflussprüfung (1)
- Structural health monitoring (SHM) (1)
- Structural integrity (1)
- Structure-property relationship (1)
- Structured heating (1)
- Structured laser illumination (1)
- Strukturiertes Heizen (1)
- Strukturüberwachung (1)
- Sub-Commission V-A (1)
- Subsurface (1)
- Subsurface defects (1)
- Sulfat (1)
- Super-Resolution (1)
- Surface plasmon resonance enhanced ellipsometry (SPREE) (1)
- Surface roughness (1)
- Survey (1)
- Synchrotron X-ray diffraction (1)
- Synchrotron X-ray refraction radiography (1)
- Synchrotron tomography (1)
- Synchrotronstrahlung (1)
- Synthetic Aperture Focusing Technique (1)
- TFM (1)
- THz-TD-SAFT (1)
- THz-Tommographie (1)
- TRAPPIST (1)
- Tangential radiography (1)
- Tauchtechnik (1)
- Tausalzeintrag (1)
- Teilsättigung (1)
- Temperature and strain sensing (1)
- Temperature calibration (1)
- Temperature sensing (1)
- Tension (1)
- Test gas generation (1)
- Testing (1)
- Thermal Wave (1)
- Thermal Waves (1)
- Thermal diffusion (1)
- Thermal engineering (1)
- Thermal wave (1)
- Thermal wave field (1)
- Thermische Simulation (1)
- Thermischer Kontakt (1)
- Thickness determination (1)
- Through-transmission (1)
- Thymolblau (1)
- ToF (1)
- Total Focusing Methode (1)
- Trace humidity measurement (1)
- Traffic monitoring (1)
- Training (1)
- Transportwesen (1)
- Trocknung (1)
- Tunnel Inspection (1)
- Tunnel fire (1)
- Turbine blade (1)
- Tutorial (1)
- UAS (1)
- UAV / UAS (1)
- Ultra sound (1)
- Ultraschallsensor (1)
- Ultrasonic Echo (1)
- Ultrasonic guided waves (1)
- Ultrasonic testing (1)
- Ultrasonic-Echo Borehole Probe (1)
- Ultrasonics (1)
- Umlaufkühler (1)
- Unsicherheitsberechnung (1)
- Unsicherheitsquantifizierung (1)
- Unstrained reference (1)
- Unsupervised pattern recognition (1)
- Untermalung (1)
- Utrasound testing (1)
- Uultrasound (1)
- Varroa destructor (1)
- Verbundwerkstoffe (1)
- Verteilte akustische Sensorik (1)
- Vibrometer (1)
- Virtuelle Welle (1)
- Visibility of Indications (1)
- Wall thickness measurement (1)
- Wandlercharakterisierung (1)
- Wasserstoff (1)
- Wasserstoffdruckbehälter (1)
- Wasserstoffsensor (1)
- Water layer thickness (1)
- Wavefield analysis (1)
- Weld Inspection (1)
- Wilhelm Conrad Röntgen (1)
- Wind energy (1)
- Wind estimation (1)
- Wind turbine (1)
- Wirbelstromsenoren (1)
- Wireless sensing node (1)
- Wood (1)
- X-Ray tube (1)
- X-ray CT (1)
- X-ray Computed Tomography (CT) (1)
- X-ray Computer-tomography simulation (1)
- X-ray Refaction radiography (1)
- X-ray Virtual Computer Tomography Simulation (1)
- X-ray computed tomography (CT) (1)
- X-ray diffraction (1)
- X-ray-refraction (1)
- Zahnstifte (1)
- Zeitaufgelöste THz Spektroskopie (1)
- Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) (1)
- ZfP im Bauwesen (1)
- ZfP-Ausbildung (1)
- ZfPBau (1)
- ZfPStatik (1)
- Zugprüfungen (1)
- Zustandsüberwachung (1)
- Zuverlässigkeit (1)
- aRTist (1)
- additive manufacturing (1)
- coda wave interferometry (1)
- computed tomography simulation (1)
- dXCT (1)
- eAttestation (1)
- micromechanical modeling (1)
- non-destructive testing (NDT) (1)
- pH-Monitoring (1)
- t90-Zeit (1)
- µCT (1)
- волны лэмбовского типа (1)
- контроль качества клеевого соединения (1)
- многослойный волновод (1)
Organisationseinheit der BAM
- 8 Zerstörungsfreie Prüfung (531) (entfernen)
Eingeladener Vortrag
- nein (531)
In Glasfasern eingeschriebene Bragg-Gitter (FBG: fibre-based Bragg gratings) sind über die Verschiebung der Bragg-Wellenlänge in der Lage, Stauchungen und Dehnungen von Glasfasern hochgenau zu erfassen. In Kompositwerkstoffe eingebettete faseroptische Sensoren können Bauteile bezüglich ihrer mechanischen Integrität überwachen und früh-zeitig Informationen über Materialveränderungen gewinnen.
Um die Zuverlässigkeit eines solchen Sensors zu gewährleisten, ist es wichtig, die korrekte Funktion des Sensors im Verbund mit der Werkstoff-Matrix on-line und in-situ sicherzu-stellen. Im Rahmen des DFG-Projekts FAMOS² (FAser-basierter Magneto-Optischer SchichtSensor) wurde ein selbstdiagnosefähiger Schichtsensor entwickelt, der mit Hilfe von magnetostriktiven Aktorschichten aus Nickel bzw. Eisen-Nickel validiert werden kann.
Der FAMOS²-Schichtsensor wird durch ein PVD (physical vapour deposition)/ECD (electro-chemical deposition) Hybridschichtsystem realisiert, das auf dem Fasermantel im Bereich des FBG haftfest, homogen und langzeitfunktional abzuscheiden ist. Dabei wird in einem ersten Schritt ein etwa 100 Nanometer dünnes PVD-Schichtsystem aus Chrom und Kupfer als Haftvermittler auf der Glasfaser bzw. als leitfähige Startschicht für den nachfolgenden ECD-Prozess abgeschieden. Um eine rotationssymmetrische Schich-tabscheidung zu gewährleisten, erfolgt während der PVD-Beschichtung eine Rotation der Glasfasern. In einem zweiten Schritt wird dann unter Verwendung eines klassischen Watts-Elektrolyten in einer speziell entwickelten ebenfalls rotationssymmetrisch aufgebau-ten ECD-Durchströmungszelle dann die etwa 30 Mikrometer dicke, magnetostriktive Ak-torschicht auf dem PVD-Schichtsystem abgeschieden, im Vergleich sowohl reine Nickel-Schichten als auch Nickel-Eisen-Schichten.
Ein äußeres Magnetfeld dehnt die magnetostriktive Aktorschicht und damit auch die Faser reversibel. Diese Dehnung führt zu einer Verschiebung der Bragg-Wellenlänge, welche direkt mit der Stärke eines zu messenden oder zu Validierungszwecken vorgegebenen Magnetfeldes korreliert. Die Anpassung der Beschichtungsverfahren an die Fasergeome-trie und die mechanischen Eigenschaften der Hybridschichten werden hinsichtlich der me-chanischen Integrität des faseroptischen Sensors diskutiert und der Nachweis der Selbst-diagnosefähigkeit erbracht.
This work presents a first attempt to use ionic liquids as a new coating for planar coulometric sensors. These sensors are used for the measurement of trace humidity in various gases. Usually, the coating of the sensors is tetraphosphorus decaoxide and its hydrolysis products. Instead, a hygroscopic ionic liquid was used as sensor coating in this work. Generated frost point temperatures tf in the gas ranged from -80 °C to -30 °C, which is equivalent to vapour mole fractions xv from 0.5 μmol·mol-1 to 376 μmol·mol-1. In addition to the coulometric sensors, the generated humidity is determined by a precision dew point hygrometer as reference. First results show that it is possible to measure humidity withionic liquid based coulometric sensors.
Kegel-Phased-Array für die schnelle Ultraschallprüfung von längsgebohrten Eisenbahnradsatzwellen
(2018)
Durch die Verwendung von Ultraschall - Phased Arrays lässt sich in vielen Fällen sowohl die Prüfgeschwindigkeit als auch die Zuverlässigkeit der Prüfung erhöhen. Für die Prüfung von Eisenbahnradsatzwellen ist die Phased Arraytechnik schon verbreitet, jedoch vor allem für die Prüfung von Vollwellen. Die Prüfung von längsgebohrten Eisenbahnrad¬satzwellen erfolgt typischerweise mit einer Anzahl von konventionellen Prüfköpfen, die rotierend durch die Längsbohrung bewegt werden. Dabei werden weder die Achsen und Räder noch die Bremsscheiben demontiert.
Ein neuer Ansatz für die Prüftechnik ist die Verwendung eines rotations-symmetrischen kegelförmigen Phased Arrays in Tauchtechnik. Die Abtastung in Umfangs-richtung erfolgt durch elektronische Rotation des Schallfeldes, was viel höhere Prüfge-schwindigkeiten ermöglicht und den mechanischen Aufwand des Prüfsystems erheblich reduziert. Nur die Bewegung des Sensorsystems in axialer Richtung innerhalb der Bohrung erfolgt mechanisch. Senkrecht zur Bauteilachse kann das Schallbündel durch die Phased Arraysteuerung in Umfangsrichtung exakt ausgerichtet und im Abstand der Prüfbereiche nahe der Außenoberfläche der Radsatzwelle fokussiert werden.
Die Konstruktionsparameter des Kegelarrays wurden speziell optimiert zum Auffinden von rissartigen Querfehlern in und in der Nähe der äußeren Oberfläche von längsgebohrten Eisenbahnradsatzwellen von Hochgeschwindigkeitszügen. Die Fehlerfläche liegt dabei in der Querschnittsfläche des Bauteils. Im Beitrag werden der Prototyp des neuen Sensorsystems und erste Prüfergebnisse gezeigt. Die Arbeiten wurden durchgeführt im Rahmen des Europäischen Projektes “Whole Life Rail Axle Assessment and Improvement Using Ultrasonic Phased array and Corrosion Inspection Systems“ (RAAI).
Es wird ein Verfahren zur Charakterisierung der Beständigkeit und Langzeitstabilität von additiv gefertigten Kunststoff-Bauteilen vorgestellt. Dabei sollen die Prüfkörper über 2000 Stunden künstlich bewittert und währenddessen die Änderungen der Eigenschaften der Bauteile zerstörungsfrei untersucht werden. Die Erkenntnisse dienen für die Entwicklung einer Strategie für eine Qualitätskontrolle von additiv gefertigten Kunststoffteilen.
Der Blick in die Brücke
(2018)
Analog zu Blitz und Donner können elektrische Entladungen innerhalb eines Gasvolumens als akustische Quellen agieren und haben daher eine starke Verbreitung als diagnostische Methode (bspw. in der Raumakustik und bei der Ortung von Teilentladungen). Diese auf dem Prinzip der Thermoakustik beruhende Möglichkeit der Schallerzeugung und die damit verbundenen physikalischen Wechselwirkungen machen die Notwendigkeit einer mechanisch ausgelenkten Membran überflüssig. Dabei wird dem hochfrequenten Träger das Nutzsignal aufgeprägt, welches eine Volumenänderung des umliegenden Gases um seinen Ruhezustand verursacht. Durch die somit hervorgerufene zyklische thermische Wechselwirkung mit dem umliegenden Gasgemisch bedarf es daher ebenfalls keiner akustischen Anpassung.
In den vorgestellten Ergebnissen wurde das Übertragungsverhalten eines Oberflächenplasmas (SDBD, surface dielectric barrier discharge) untersucht. Als Maß für den Wirkungsgrad und das Übertragungsverhalten des Aktuators wurden Klirrfaktor- und THD-Messungen und unter Variation der Eingangsleistungen durchgeführt.
Durch die positiven akustischen Eigenschaften eröffnen sich neue Applikationen für den Einsatz von Plasmahochtönern wie bspw. zerstörungsfreie Werkstoffprüfung von Verbundsystemen und Klebeverbindungen im Automobilsektor oder im Bauwesen.
Active thermography with flash and halogen light excitation is used as a method for non-destructive testing of 3D-printed polymer components. Test specimens with artificial defects have been generated, using laser sintering and fused layer modeling. These test specimens have been investigated in different measurement configurations with both excitation methods. Afterwards, the different measurement conditions were compared regarding their capability to detect the defects. Furthermore, advanced analysis methods are used, to fully exploit the capabilities of these techniques.
Systematic errors in the evaluation of uncorrected data from thermographic lock-in measurements
(2018)
Lock-in thermography (LT) is based on the correct evaluation of phase differences between the temperature oscillations at different surface regions of the object under test during periodic heating. Since the usual heating procedures contain a DC component, the actual heating pattern achieved is not harmonic. This causes systematic deviations when phase differences are determined by means of harmonic analysis, e.g. with FFT analysis. The resulting errors depend clearly on the ratio between DC and AC amplitude, which is demonstrated at simulated and experimentally recorded temperature transients. Further experimental LT data obtained by different oscillating energy inputs showed a variety of possible shapes of transients with different DC components.
Air-coupled ultrasonic testing (ACUT) has experienced rapid growth within the last years. It is especially well suited to inspection of lightweight structures consisting of composite materials and adhesive joints. Uniform coupling and easy maintenance are its advantages compared to contact technique. However, the impedance mismatch between the transducer and air poses a major challenge to the development of ACUT transducers. Commercially available air-coupled transducers consist of a piezocomposite material and matching layers. Their fabrication is difficult in handling and their signal-to-noise ratio sometimes not sufficient for various testing requirements. However, there are several innovative approaches using other materials and other physical principles to transmit and receive an ultrasonic pulse. We present a review of the latest advances in research on air-coupled transducers for non-destructive testing, including previously unpublished results. We recognize two major directions as most promising: ferroelectrets and thermoacoustic transducers. Ferroelectrets are charged cellular polymers exhibiting piezoelectric properties. Their small acoustic impedance is matched to air better than matching layers applied in conventional air-coupled transducers. Applying bias voltage to a ferroelectret receiver is the latest development in this field, which increased the received signal by 12 to 15 dB. Thermoacoustic transducers use heat to initiate an ultrasonic wave, acting as transmitters. The working principle is known from nature as thunder and lightning: thermal energy of an electrically heated material, which can also be air, is converted into acoustic energy. Some thermoacoustic transmitters consist of a conductive layer with a thickness in the nanometer range deposited on a solid substrate. Another possibility is to use an electric spark. For the first time, measurements of the sound field of an electric spark up to 500 kHz were performed. Thermoacoustic transducers enable excitation of extremely broadband pulses while producing high pressure levels, which opens new possibilities for advanced signal processing.
Die physikalische Komplexität der Gasentladungen führt zu vielen Möglichkeiten für die Interaktion der Entladung mit ihrer Umgebung. Zu den typischen Anwendungen zählen Modifikationen der Materialoberflächen und Erzeugung von Ionen für Massenspektroskopie. Atmosphärendruckplasma generiert eine große Menge thermischer Energie wegen der Kollisionen in der Plasmarandschicht. Eine rasche Temperaturänderung kann in dem umgebenden Gas eine akustische Welle erzeugen, wie beim Blitz und Donner, was als thermoakustischer Effekt bekannt ist. Außerdem kann auch die Bewegung der Ladungsträger im elektrischen Feld, bekannt als ionischer Wind, eine akustische Welle erzeugen.
In diesem Beitrag werden Versuche mit akustischer Emission von Plasma bei dielektrischer Oberflächenentladung und bei Mikrohohlkathoden dargestellt. Es werden auch mögliche Anwendungen für Plasmadiagnostik, sowie für den Bau von Schallwandlern für den Hör- und Ultraschallbereich präsentiert. Verglichen mit anderen Methoden der Schallerzeugung, hat die thermoakustische Anregung den Vorteil, dass sie auch ohne eine schwingende Masse auskommt, womit eine große Bandbreite erreicht wird, sowie den Vorteil einer guten Anpassung der akustischen Impedanz.
Um den sicheren Betrieb von Windkraftanlagen zu gewährleisten, werden Rotorblätter nach der Fertigung und nach Reparatur mit verschiedenen zerstörungsfreien Verfahren auf Schaden untersucht. Bei der Fertigung von Blattschalen, die in einer Sandwich-Schalenbauweise gefertigt werden, entstehen Imperfektionen, die unter Belastung zu großen Rissen führen können. Zur Prüfung von Blattschalen wird unter anderem Ultraschallprüfung in Kontakttechnik eingesetzt. Um den Wartungsaufwand von Ultraschallanlagen zu reduzieren und um manche Kompositstrukturen vor Koppelmittel zu schützen, wird die Anwendung von Luftultraschall erforscht. Insbesondere große Fortschritte gibt es im Bereich der Entwicklung neuer Wandler.
In diesem Beitrag berichten wir über die Luftultraschallprüfung von Schalen für Rotorblätter. Es wurden typische Sandwichschalenstrukturen hergestellt und mit einem eigenentwickelten Schalenprüfstand unter simulierter Betriebsbeanspruchung belastet. Die in den Schalenprüfkörpern entstandenen Schäden wurden außerhalb des Prüfstandes mit Luftultraschall in Durchschallung untersucht. Es wurden fokussierende Wandler auf Basis von Ferroelektreten entwickelt und für diese Prüfungen eingesetzt. Mit zusätzlicher elektrischer Vorspannung konnte die Empfindlichkeit der Empfänger deutlich erhöht werden. Die nach dem Lastwechsel entstandenen Schäden in den Rotorblattschalen waren eindeutig zu detektieren.
Moisture testing and mapping
(2018)
The detection of cracks before the failure is highly significant when it comes to safety-relevant structures. Crack detection in metallic samples at high surface temperature is one of the challenging situation in manufacturing industries. Laser thermography has already proved its detection capability of surface cracks in metallic samples at room temperature. In this work a continuous wave (CW) laser use to generate a laser, which is using to scan the metal surface with notch. The corresponding heat distribution on the surface monitored using infrared thermal (IR) camera. A simplified 3D model for laser thermography is developed and validated with experimental results. A dedicated image processing algorithm developed to improve the detectability of the cracks. To understand the dependency of surface temperature, laser power, laser scanning speed etc. in defect detection, we carried out parametric studies with our validated model. Here we report the capability of laser thermography in crack detection at elevated temperature.
Optical lock-in thermography is a completely contactless and very sensitive NDT technique. As an optical source of energy, incandescent lamps are most commonly used because they are relatively inexpensive and offer high irradiances at the test specimen. However, they are strongly restricted by their low modulation bandwidth with a maximum modulation frequency of only about 1 Hz. The use of high-power kilowatt-class laser sources, e.g. diode laser arrays, pushes this constraint beyond 100 Hz. This allows for the exploration of the near-surface region of metals and layer systems with better and more accurate penetration depth and depth resolution. Moreover, these lasers are virtually free of any additional thermal radiation that could interfere with the “true” thermal response emitted from the heated sample. In turn, they can be easily used in a one-sided test configuration.
We present current activities with kilowatt-class high-power laser sources for advanced lock-in thermography and focus on the application of laser arrays that offer a very high irradiation strength over a large sample area beyond the mentioned advantages.
Optical lock-in thermography is a completely contactless and very sensitive NDT technique. As an optical source of energy, incandescent (i.e. halogen) lamps are most commonly used because they are relatively inexpensive and offer high irradiances at the test site. However, they are strongly restricted by their low modulation bandwidth with a maximum modulation frequency of only about 1 Hz. The use of high-power kilowatt-class laser sources, e.g. diode laser arrays, pushes this constraint beyond 100 Hz, see Fig.1. This allows for the exploration of the near-surface region of metals and layer systems with better and more accurate penetration depth and depth resolution. Moreover, these lasers are virtually free of any additional thermal radiation that could interfere with the “true” thermal response emitted from the heated sample. In turn, they can be easily used in a one-sided test configuration.
Using the one-dimensional solution to the thermal heat diffusion equation together with the absorptance of the material which is illuminated with a harmonically modulated light source, we can calculate the temperature oscillation at the surface of a solid. As a second step, we calculate the corresponding oscillation of the total thermal emission using Stefan-Boltzmann law as a first order approximation and taking into account the emissivity of the material. Within this framework we can calculate the minimal irradiance of a light source necessary to provoke a measurable signal within a thermographic camera at a noise equivalent temperature difference (NETD) of 30 mK. In Fig. 2 this relationship is displayed for a wide spectrum of modulation frequencies and for a number of different light sources scaled to the same electrical input power and illumination area. Using this figure, it is now easily possible to analyze the range of materials to be tested using lock-in thermography, since only the materials (dotted lines) below the irradiance-vs-frequency curves (solid lines) are heated in excess of the camera’s NETD. This figure clearly shows that laser sources considerably increase the application range of lock-in thermography, since especially for metals with a high reflectance and high thermal diffusivity a high irradiance is vitally important to allow for lock-in texting.
We present current activities with kilowatt-class high-power laser sources for advanced lock-in thermography and focus on the application of laser arrays that offer a very high irradiation strength over a large sample area beyond the mentioned advantages.
Quantification of impact damages in CFRP and GFRP structures with thermography and ultrasonics
(2018)
For the quantification of impact damage in CFRP and GFRP structures, first passive thermography measurements have been performed at the front and rear side of the test specimens during low velocity impact load. After loading, the damaged structures have been investigated non-destructively with active thermography with flash excitation and with step heating and with two different ultrasonic methods (phased array and air coupled ultrasonics). The damage sizes quantified with all methods are evaluated and compared. In addition, the depth of the greatest damage inside the different test specimens is analysed.
Untersuchungen haben gezeigt, dass sich ältere Schafe gut als Modell für die mi-nimalinvasive Behandlung von Osteoporose eignen [1]. Um einen Behandlungs-effekt nachzuweisen, wird dabei unter anderem die Belastungsfähigkeit des Kno-chens durch Druckversuche an kleinen Zylindern aus den behandelten und unbe-handelten Knochen bestimmt. Diese hatten hier einen Durchmesser von 10 mm und eine Höhe von 13 mm. Für den in-situ Druckversuch wurde eine Deben CT5000 verwendet. In einer Serie von Druckerhöhungen wurden die Proben je-weils tomographiert. Dabei ergab sich zunächst, dass mit der µCT innerhalb der Knochen im oberen und unteren Bereich schon Brüche nachgewiesen werden können, obwohl die gemessene Kraftaufnahmekurve keine Unstetigkeit zeigt. Deswegen wurden die starren Probenaufnehmer der Deben Anordnung durch bewegliche Aufnehmer ergänzt, die eine leichte Verkippung der belasteten Ober-flächen ausgleichen können. Ein Vergleich der gemessenen und der aus den µCT-Daten berechneten Verschiebungsfelder ergab trotz der komplexen Struktur der Knochen gute Übereinstimmungen. Diese Verschiebungen wurden dann mit den aus den µCT Daten simulierten mechanischen Druckversuchen, Von-Mise-Spannungen und daraus berechneten Verschiebungen verglichen. (VGStudioMax Simulation).
Multi-functional coatings are a key requirement for surface engineering. General demands are adhesion and long-term stability under service conditions. The modification of surfaces by means of PVD-, ECD- or hybrid processes allows an add-on functionalization of surfaces by a huge diversity of materials with both lateral and vertical micro-/nano-designs. This fact is a prerequisite for micro- and sensor-systems in lab-on-chip and sensor-on-chip technology. Two layer-based sensor principles are presented, i.e. surface plasmon resonance enhanced spectroscopic ellipsometry (SPREE) for detection of hazardous gases and magneto-optical sensors on smart-coated fiber Bragg gratings (FBG) for structural health monitoring (SHM).
The interdependence of substrate features, coating properties, and layer design is discussed firstly for gas sensitivity and selectivity of SPREE-sensors and secondly for sensitivity and selectivity of magneto-strictive coatings to mechanical strain or external magnetic fields resulting in an optical displacement of the Bragg wavelength of FBG-sensors. Moreover, generic features such long-term stability, crucial process-related fabrication conditions, and effects of operational and environmental parameters are discussed with respect to the sensor performance. It has been shown that appropriate layer design and adapted selection of layer materials (SnOx/Au, Fe/Ni:SnOx/Au; Ni/NiFe-Cu-Cr) result in improved sensor parameters and may enable new sensor applications.
Bei der Trocknung von Gesteinen vermindert sich der Anteil des Wasservolumens im Porenraum, der als Sättigung bezeichnet wird. Mit abnehmender Sättigung sinkt die elektrische Leitfähigkeit des Gesteins. Die Abhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit von der Sättigung wird durch ein Potenzgesetz entsprechend der 2. Archie-Gleichung beschrieben: log(#CHR:sigma_LOWER#)=n log(S<sub>w</sub>), wobei n der Sättigungsexponent ist. Bei der Trocknung von Gesteinen muss beachtet werden, dass die Wasserleitfähigkeit mit abnehmender Sättigung zunimmt, da die Konzentration der im Wasser gelösten Salze ansteigt. Das hat zur Folge, dass die bei Trocknungsexperimenten bestimmten Sättigungsexponenten deutlich kleiner sind als bei Verdrängungsexperimenten (z.B. Wasser durch Öl) mit gleichbleibender Wasserleitfähigkeit. Bei der Spektral(en) Induzierten Polarisation wird die komplexe elektrische Leitfähigkeit des Gesteins als Funktion der Frequenz betrachtet. Für den Real- und Imaginärteil der elektrischen Leitfähigkeit werden unterschiedliche Sättigungsexponenten bestimmt.
Wir haben an zwei Sandsteinproben (Langenauer und Gravenhorster Sandstein) und einem Baumberger Kalksandstein Trocknungsexperimente durchgeführt. Die Sättigung wurde schrittweise von 100 % bis auf 10 % reduziert. In jeder Sättigungsstufe wurden an den Proben die Spektren der komplexen elektrischen Leitfähigkeit aufgezeichnet. Unsere Experimente zeigen, dass die Sättigungsexponenten für den Imaginärteil der komplexen elektrischen Leitfähigkeit mit 1,23 bis 1,59 deutlich größer sind als die des Realteils mit Werten zwischen 0,41 und 0,90. Dieser Unterschied resultiert aus der Tatsache, dass der Imaginärteil der Leitfähigkeit weniger stark mit zunehmender Wasserleitfähigkeit ansteigt als der Realteil. Für den Realteil der elektrischen Leitfähigkeit wird nach der 1. Archie-Gleichung ein linearer Zusammenhang zwischen Wasserleitfähigkeit und Gesteinsleitfähigkeit erwartet. Der Anstieg des Imaginärteils mit der Wasserleitfähigkeit kann mit einem Potenzgesetz mit einem Exponenten zwischen 0.1 und 0.62 beschrieben werden. Unsere Experimente zeigen, dass der Imaginärteil der elektrischen Leitfähigkeit wesentlich deutlicher auf die Austrocknung von Gesteinen reagiert und damit ein wirksamer Indikator zur Überwachung von Sättigungsänderungen sein kann.
Feuchtemessverfahren
(2018)
Due to the multi-physical appearance of gas discharges the possibilities of interaction with their surrounding environment are very wide. Some of the most common applications are the surface or material modification and acting as an ion source for mass spectroscopy applications. Since atmosphere plasma generates a massive amount of thermal energy caused by collisions in the sheath, this temperature alternation is also able to produce acoustic waves in the ambient gas volume (as lightning and thunder), which is called thermoacoustic effect.
This talk presents an overview of the experimental acoustic analysis of surface dielectric barrier and micro hollow cathode discharges. Regarding other methods of acoustic excitation, the thermoacoustic approach benefits of its massless working principle and the proper impedance matching. In addition to the characterisation, possible applications (e.g. plasma acoustic loudspeaker or transducer for air-coupled ultrasonic testing) concerning these discharge types are presented.
Technische Richtlinien enthalten Empfehlungen sowie Anforderungen zum Stand der Technik zur Aufstellung von Bewertungskriterien und Behandlung wissenschaftlich-technischer Fragen. Sie fördern den Erfahrungsaustausch und Technologietransfer zwischen Entwicklern und Anwendern.
In unserem Beitrag stellen wir die Richtlinie VDI/VDE 3518 vor. Diese Richtlinienreihe definiert Begriffe, beschreibt den Aufbau und klassifiziert Multigassensoren (Blatt 1), befasst sich mit den Anforderungen für das Unterscheiden, Erkennen und mengenmäßige Bestimmen von Gemischen gasförmiger Stoffe und die Prüfung von Multigassensoren (Blatt 2) und gibt Anleitung für geruchsbezogene Messungen mit „Elektronischen Nasen“ (Blatt 3). Multigassensoren können als elektronische Nasen in Anlehnung an den biologischen Geruchssinn zur Wahrnehmung und Charakterisierung von Gerüchen eingesetzt werden. Die Spezifik von Multigassensoren besteht darin, dass durch die Wahl und Betriebsweise der Sensoren eine Vielzahl von geeigneten Messsignalen erzeugt werden, aus denen mit mathematischen Verfahren die für die Anwendung gewünschten Informationen extrahiert werden. Dazu ist ein Training der Messeinrichtung mit Proben bekannter Eigenschaften notwendig.
Diese Richtlinie soll Herstellern, Anbietern und Nutzern als ein Leitfaden Informationen und Erläuterungen für die korrekte und sichere Arbeit mit Multigassensoren liefern. Sie soll Prüflaboratorien und Anwendern helfen, bei der Beurteilung von Qualitätsmerkmalen einheitlich vorzugehen und dafür gemeinsame Randbedingungen anzugeben
Zur Messung von Konzentrationen in Flüssigkeiten können akustische Sensoren genutzt werden. Ziel der vorliegend Arbeit ist es einen Sensor zu entwerfen der sehr hohe Messgenauigkeiten erzielen kann. Der Sensor besteht aus einem rechteckigen Rohr, welches auf einem Halbraum angebracht ist. Die Konzentrationsbestimmung erfolgt anhand des Resonanzverhaltens der Struktur, wodurch eine hohe Messgenauigkeit erreicht werden kann. Um den Sensors zu verwirklichen, muss eine Optimierung der Geometrie mit vielen Iterationsschritten durchlaufen werden. Da keine analytische Beschreibung des akustischen Verhaltens vorliegt, wird eine effiziente Simulationsmethode benötigt. Die Scaled Boundary Finite Element Method (SBFEM) für prismatische Strukturen erscheint für die Simulation geeignet, da Teile der Geometrie ohne neue Vernetzung geändert werden können. Für die Berechnung des Sensors wird ein Modell der akustischen Fluid-Struktur Interaktion benötigt, das bisher nicht vorhanden ist.
Die Präsentation behandelt die Implementierung des Fluidmodells in die SBFEM und deren Validierung. Für die Validierung werden die Ergebnisse mit analytischen Beispielen ohne Fluid-Struktur Kopplung und mit Comsol-Ergebnissen der Dispersionskurven mit Wasser gefüllter Rohre verglichen.
Schließlich wird das neuartige Verfahren für die Modellierung der Sensorgeometrie angewendet. An einer einfachen Geometrie wird das Sensorprinzip zur Bestimmung der Salzkonzentration demonstriert.
The Scaled Boundary Finite Element Method (SBFEM) for prismatic structures is an efficient method for the simulation of acoustic behavior. Hence a further development of the method is of great interest. The wave propagation can be calculated for isotropic and anisotropic materials in solids. As for many applications the acoustic behavior in fluids and the behavior in case of fluid-structure interaction (FSI) is subject of research, the implementation of a fluid model in SBFEM for prismatic structures is needed. In case of FSI the coupling between fluid and solid domains can be performed without additional effort when describing both domains in the same variables. Hence a displacement-based fluid description is used. As the discretized formulation leads to spurious modes, a penalty method to suppress the unphysical behavior is chosen. To validate the derived model a comparison with analytical solutions of purely fluid domains is made. As to verify that in case of FSI the model shows the right behavior, dispersion curves of water-filled pipes are calculated and compared to results obtained with Comsol.
Die Untersuchung von Ultraschallausbreitung in periodischen Strukturen ist aktuell von großem Interesse für eine zielgerichtete Beeinflussung der Schallausbreitung. Die bekanntesten Vertreter periodischer Strukturen sind die sogenannten phononischen Kristalle. Als phononischen Kristall bezeichnet man eine periodische Struktur bestehend aus einer Matrix, in die Störungen aus einem zweiten Material eingebracht worden ist. Dabei unterscheiden sich Matrixmaterial und das eingebrachte Material sehr stark in ihren akustischen Eigenschaften. Ein phononischer Kristall erzeugt Bandlücken, in denen die Schalltransmission durch den Kristall vollständig unterbunden ist. Außerhalb der Bandlücken hingegen findet eine ungehinderte Schallausbreitung statt. Diese speziellen Eigenschaften können beispielsweise dazu genutzt werden, frequenzselektive Wellenleiter zu konzipieren oder Schallfelder zu fokussieren. Die Kristallstrukturen können anhand der Anzahl der Dimensionen, in welchen eine Schallausbreitung unterbunden wird, unterteilt werden. So verhindert ein eindimensionaler Kristall nur die Schallausbreitung in eine Raumrichtung, wohingegen ein zwei- oder dreidimensionaler Kristall die Schallausbreitung in mehreren Raumrichtungen unterbindet. Für technische Anwendungen sind aufgrund ihrer einfachen Fertigung insbesondere ein- und zweidimensionale Strukturen von Interesse.
In den vorgestellten Arbeiten werden ein- und zweidimensionale Kristalle theoretisch und experimentell untersucht. Für den eindimensionalen Fall wurde eine entartete Form des phonischen Kristalls gewählt, wobei ein Vollzylinder mit periodischer Querschnittsänderung betrachtet wurde. Ziel ist es dabei, die Schallausbreitung in axialer Richtung zu verhindern. Inspiriert wurde diese Anordnung durch die in [1] vorgestellte Tubular-Bell-Geometrie und dient als Vorarbeit für die Entwicklung eines Sensorsystems. Im Falle des zweidimensionalen Kristalls wird die Schallausbreitung in einer Platte mit regelmäßigen Bohrungen untersucht. Hier soll keine Schallausbreitung in der Ebene stattfinden.
Als Voruntersuchungen werden zunächst Berechnungen mit Hilfe der Finiten Elementen Methode (FEM) und der Scaled Boundary Finite Element Method (SBFEM) durchgeführt. Für die Berechnung der Dispersionskurven der Strukturen wurde COMSOL Multiphysics genutzt. Die hierbei gewonnenen Erkenntnisse liefern eine Vorhersage der Übertragungseigenschaften der Strukturen. Zur Simulation der Schallausbreitung in der eindimensionalen Struktur wird ein effizienter, achsensymmetrischer Ansatz der SBFEM verwendet. Hierbei entsteht ein numerisches Modell mit einer sehr geringen Anzahl an Freiheitsgraden. Diese effiziente Beschreibung ermöglicht eine zielgerichtete Optimierung der Geometrie der Struktur in Hinblick auf die geforderten akustischen Eigenschaften.
Anhand der Simulationsergebnisse werden Testkörper für beide Strukturen gefertigt und deren Übertragungsverhalten im Vergleich mit den numerischen Ergebnissen experimentell überprüft.
[1] – Lucklum R., Zubtsov M., Pennec Y. – Tubular Bell – Ein neuartiger Ultraschall-Rohrsensor, 3. Workshop des Fachausschusses der DEGA e.V., Messtechnische Anwendung von Ultraschall 20.06-22.06.2016, Kloster Drübeck
The presentation gives a brief overview of the main goals, the used methods and the first results of the PMARS OdourSense project. In cooperation with the Moulay Ismaïl University in Meknès (Morocco), a multi-gas sensor system for odour nuisance monitoring in outdoor air and a method for testing/calibration of such devices are being developed in this project.
Austenitic stainless steel welds as well as dissimilar metal welds with nickel alloy filler material, used in safety relevant parts of nuclear power plants, still challenge the ultrasonic inspection. The weld material forms large oriented grains which lead on the one hand to high sound scattering and on the other hand – to inhomogeneity and to the acoustic anisotropy of the weld structure. The ultrasonic wave fronts propagate not linearly, as in ferritic weld joints, but along the curves, which depend on the specific grain structure of the weld. Due the influence of these phenomena, it is difficult to analyze the inspection results and to classify the ultrasonic indications, which could be both from the weld geometry and from the material defects. A correct flaw sizing is not possible.
In an ongoing research project, different techniques to improve the reliability of ultrasonic testing at these kinds of welds are investigated. In a first step (in the previous research project) two ultrasonic inspection techniques were developed and validated on plane test specimens with artificial and realistic flaws. In the ongoing project, these techniques are applied to circumferential pipe welds with longitudinal and transverse flaws.
The technique developed at the Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM) in Germany uses a combination of ray tracing and synthetic aperture focusing technique (SAFT). To investigate the unknown grain structure, the velocity distribution of weld-transmitting ultrasound waves is measured and used to model the weld by ray tracing.
The second technique, developed at the Fraunhofer Institute for Nondestructive Testing (IZFP) in Germany, uses Sampling Phased Array (Full Matrix Capture) combined with the reverse phase matching (RPM) and the gradient elastic constant descent algorithm (GECDM). This inspection method is able to estimate the elastic constants of the columnar grains in the weld and offers an improvement of the reliability of ultrasonic testing through the correction of the sound field distortion. The unknown inhomogeneity and anisotropy are investigated using a reference indication and the special optimization algorithm.
Both reconstruction techniques give quantitative inspection results and allow the defect sizing. They have been compared to conventional ultrasonic testing with techniques, which are state of the art for components in nuclear power plants. The improvement will be quantified by the comparison of the probability of detection (POD) of each technique.
Sensor network deployment
(2018)
Analyse des Tausalzeintrages in Fahrbahndeckenbetone im Kontext der Alkali-Kieselsäure-Reaktion
(2018)
In den letzten Jahren sind im deutschen Bundesautobahnnetz (BAB-Netz) vermehrt AKR-Schäden an Betonfahrbahndecken aufgetreten, die zum Teil zu einer Halbierung ihrer geplanten Nutzungsdauer von 30 Jahren führte. Ursächlich hierfür ist die Verwendung alkaliempfindlicher Gesteinskörnung, die bei gleichzeitiger Anwesenheit von Wasser infolge der Exposition der Fahrbahndecke und dem alkalischen Milieu durch den Einsatz alkalireicher Portlandzemente bei der Betonherstellung zu einer Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) führt. Zusätzlich wird der AKR-Schädigungsprozess in Betonfahrbahndecken durch den externen Tausalzeintrag (primär NaCl) im Winter begünstigt. Vor diesem Hintergrund kommt der Ermittlung des Tausalzeintrags in den Fahrbahndeckenbeton eine große Bedeutung zu. Die Analyse des Tausalzeintrags erfolgte bisher ausschließlich nasschemisch an gemahlenen Bohrkernsegmenten. Nachteilig ist hierbei die fehlende differenzierte Betrachtung des Natriumgehaltes im Zementstein und in der Gesteinskörnung. Der alternative Einsatz von LIBS (Laser-induced breakdown spectroscopy) eröffnet in diesem Kontext neue Möglichkeiten. So wird in diesem Beitrag an Hand von Bohrkernen aus einem AKR-geschädigten BAB-Abschnitt exemplarisch die Vorgehensweise bei der LIBS-Analyse zur Ermittlung der Na- und interagierenden Cl-Verteilung an vertikalen Schnittflächen des Bohrkerns aufgezeigt. Da der Tausalzeintrag primär über den Zementstein erfolgt, wurde der verfälschende Na-Grundgehalt der Gesteinskörnung mittels Zementsteinkriteriums (Nutzung unterschiedlichen Ca-Gehalts in Zementstein und Gesteinskörnung) eliminiert. Vergleichend durchgeführte Cl-Mappings mit Mikroröntgenfluoreszenzanalyse (MRFA) belegen die Güte der durchgeführten LIBS-Messungen.
Aber auch bei der Verifizierung der Übertragbarkeit der Ergebnisse der zum Ausschluss reaktiver Gesteinskörnung bei Neubau und Erneuerung im BAB-Netz eingesetzten Performanceprüfungen mit externem Alkalieintrag auf Praxisverhältnisse hat sich das LIBSVerfahren bewährt. So wurde festgestellt, dass die mit NaCl-Lösung beaufschlagten Laborprüfkörper aus einem repräsentativen Fahrbahndeckenbeton bei der Klimawechsellagerung (KWL) über ihre gesamte Höhe von 10 cm einen Eintrag von Na und Cl erfahren. Weiterhin konnte im Gegensatz zu bisherigen Annahmen erstmals mit LIBS und Nasschemie gezeigt werden, dass die Frost-Tauwechsel-Phase bei der KWL zu keinem erhöhten Tausalzeintrag führt.
Microstructure characterisation of advanced materials via 2D and 3D X-ray refraction techniques
(2018)
3D imaging techniques have an enormous potential to understand the microstructure, its evolution, and its link to mechanical, thermal, and transport properties. In this conference paper we report the use of a powerful, yet not so wide-spread, set of X-ray techniques based on refraction effects. X-ray refraction allows determining internal specific surface (surface per unit volume) in a non-destructive fashion, position and orientation sensitive, and with a nanometric detectability. We demonstrate showcases of ceramics and composite materials, where microstructural parameters could be achieved in a way unrivalled even by high-resolution techniques such as electron microscopy or computed tomography. We present in situ analysis of the damage evolution in an Al/Al2O3 metal matrix composite during tensile load and the identification of void formation (different kinds of defects, particularly unsintered powder hidden in pores, and small inhomogeneity’s like cracks) in Ti64 parts produced by selective laser melting using synchrotron X-ray refraction radiography and tomography.
Structured illumination using high-power diode lasers generates a two-dimensional interference of thermal waves. In addition, the sources and the sample are moving relative to each other. Using different configurations, we investigate the validity of the temporal and spatial superposition principle of the heat diffusion equation for these cases both experimentally and by numerical-analytical modelling. Furthermore, we investigate the potential of this approach for non-destructive testing.
Angetrieben durch Digitalisierung und die sogenannte Industrie 4.0 steigt die Erwartungshaltung gegenüber der Nutzung von Sensorik. Die Unsicherheit, Widersprüchlichkeit und Redundanz separat verarbeiteter einzelner Quellen soll durch die synergetische Zusammenführung heterogener Datensätze überwunden werden. Dabei steht der zunehmenden Aufgabenkomplexität eine ebenso zunehmende Verfügbarkeit an Sensoren, Daten und Rechenleistung gegenüber.
Der Begriff Datenfusion fasst Ansätze zusammen, die Daten zu abstrakteren, aber besser verständlichen Informationen verarbeiten. Die Fusion ist Kernbestandteil effektiver Assistenzsysteme und beweist in vielzähligen Aufgaben - von militärischen Anwendungen über Flug- und Fahrassistenzsysteme, bis in den Heimbereich – ihr großes Potenzial. Durch die wachsende Automatisierung bei der Messdatenerfassung wird Datenfusion auch in der industriellen Qualitätsprüfung und –sicherung zunehmend attraktiver.
Der Vortrag gibt einen Überblick über den breiten Themenkomplex und widmet sich dabei im Theorieteil speziell der Fragen, welche Informationen in multivariaten Datensätzen stecken und wie sie extrahiert werden können. Anschließend wird ein Beispiel für die erfolgreiche Anwendung zur zerstörungsfreien Prüfung von Betonbauteilen vorgestellt. Der dargestellte Datensatz ist klein, heterogen, hochdimensional und unausgeglichen. Anhand von Algorithmen mit unterschiedlicher Leistungsfähigkeiten hinsichtlich Anpassungsfähigkeit und Invarianz gegenüber Höherdimensionalität wird erläutert welche Prozesse zur Verbesserung der Informationsqualität nötig sind.
Informationen zu in Betonbauteilen stattfindenden Umlagerungsprozessen sowie Druckspannungsverteilungen können mit konventioneller Messtechnik bislang nicht zweifelsfrei beantwortet werden. Ultraschallmessungen mit eingebetteten Sensoren könnten hier eine sinnvolle Ergänzung zur konventionellen Messtechnik sein. Durch Einsatz der Codawelleninterferometrie (CWI) sind hiermit schon sehr kleine Änderungen im Material detektierbar.
Um diese neue Methodik zu evaluieren, wurde das Forschungsprojekt „Querkrafttragfähigkeit von Spannbetonbrücken – Erfassung von Spannungszuständen in den Spannbetonversuchsträgern mit Ultraschallsensoren“ durch die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) initiiert. In diesem Projekt wurden durch die Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) Ultraschall-Transducer in mehrere Spannbetonträger des Instituts für Massivbau der RWTH Aachen eingebettet, die anschließend bis zum Bruch belastet wurden.
Der Belastungsversuch an einem der Spannbetondurchlaufträger zeigte das große Potential dieser Methodik. Die im Netzwerk erfassten Änderungen der Ultraschallwellengeschwindigkeit geben die Spannungsverhältnisse im Längsschnitt des Trägers schon bei sehr niedrigen Belastungen qualitativ richtig wieder und zeigen bei hohen Belastungen eine gute Korrelation zum Rissbild. Dabei weisen räumliche Anomalien und Änderungen in der Charakteristik der Geschwindigkeitsänderungen oft schon auf Rissbildung hin, wenn diese noch nicht an der Oberfläche sichtbar ist. Dies zeigt das Potential im Hinblick auf eine Frühwarnung. Hierfür und ebenso in Bezug auf eine Quantifizierung der Effekte ist aber noch Entwicklungsarbeit notwendig. Ein Vorteil der Methodik ist, dass die Transducer nicht direkt am Ort der Änderung platziert werden müssen und einen relativ großen Bereich um die Transducer herum erfassen.
Mit additiven Fertigungsverfahren hergestellte Bauteile und Produkte aus Kunststoffen werden zunehmend nicht mehr nur als Prototypen, sondern als voll funktionsfähige Bauteile und Produkte gefertigt. Bedingt durch die Fertigungsprozesse und den schichtweisen Aufbau resultieren physikalische Materialeigenschaften, die stark von den Fertigungsparametern abhängen und zudem anisotrop sind. Von den Fertigungsparametern werden auch die Oberflächeneigenschaften beeinflusst, sodass zu erwarten ist, dass sich die Beständigkeit gegenüber äußeren Umwelteinflüssen bei additiv gefertigten Bauteilen von der konventionell gefertigter unterscheiden kann. Nachfolgend wird daher die Entwicklung eines Qualitätssicherungskonzeptes basierend auf spektroskopischen und zerstörungsfreien Prüfverfahren vorgestellt, in dem der Alterungsprozess von mittels Fused Deposition Modelling (FDM) und mittels Lasersintering (LS) hergestellten Probekörpern untersucht wird.
Ultrasound echo is a widely used NDT technique for determining the internal geometry of structures. Reverse-time migration (RTM) has been recently introduced to NDT applications, as an imaging method for ultrasound data, to overcome some of the limitations (e.g. imaging steeply dipping reflector) experienced by the Synthetic Aperture Focusing Technique (SAFT), the most commonly used imaging algorithm for these measurements.
The standard implementation of RTM also experiences some drawbacks caused by its imaging condition, which is based on the zero-lag of the cross-correlation between source and receiver wavefields and generates high-amplitude low-frequency artifacts. Three alternative imaging conditions, developed for seismic data applications, were tested for their ability to provide better images than the standard cross-correlation: illumination compensation, deconvolution and wavefield decomposition. A polyamide specimen was chosen for the simulation of a synthetic experiment and for real data acquisition. The migrations of both synthetic and real data were performed with the software Madagascar. The illumination imaging condition was able to reduce the low-frequency noise and had a good performance in terms of computing time. The deconvolution improved the resolution in the synthetic tests, but did not showed such benefit for the real experiments. Finally, as for the wavefield decomposition, although it presented some advantages in terms of attenuating the low-frequency noise and some unwanted reflections, it was not able to image the internal structure of the polyamide as well as the cross-correlation did. Suggestions on how to improve the cost-effectiveness of the implementation of the deconvolution and wavefield decomposition were presented, as well as possible investigations that could be carried out in the future, in order to obtain better results with those two imaging conditions.
Der Umfang der durch Impacts in Faserverbundmaterialien erzeugten Schäden ist abhängig von der Energie des Impacts, von der Zusammensetzung und dem Aufbau der Faserverbundwerkstoffe und von der Geometrie der Bauteile und hier im Wesentlichen von der Dicke des Bauteils. Der zerstörungsfreie Nachweis dieser Schädigungen kann sowohl mit Ultraschallverfahren als auch mit Verfahren der aktiven Thermografie erfolgen. Ein Vergleich der Nachweisempfindlichkeiten dieser Verfahren für die unterschiedlichen Schädigungen wird in diesem Beitrag in Abhängigkeit vom verwendeten Faserverbundwerkstoff (CFK und GFK), der Dicke des Materials und von der Impactenergie durchgeführt. Ergänzt werden die im Anschluss an die Schädigung eingesetzten ZfP-Verfahren mit zeitlich hochaufgelösten Thermografiemessungen, die bereits während des Impacts aufgenommen wurden.
Solution doping of off-the-shelf plastic optical fibers (POFs) represents rather simple and cheap way for preparing custom cladding-doped POFs (CD-POFs) with short to medium lengths. CD-POFs are especially attractive for environmental sensing applications, but might be of interest for illumination task as well. In this work, the proposed doping technique is tested with three different commercial low-cost polymethyl methacrylate (PMMA) POFs; Eska CK-40 and Eska GK-40 from Mitsubishi Rayon and Raytela PGU-FB1000 from Toray. The aim of the work is to aid the selection of the most suitable fiber yielding highest optical quality of prepared CD-POFs. Firstly, the optimal doping times are determined for the individual fiber types using short fiber samples. Secondly, longer 10 m CD-POFs are prepared from all tested fibers using the optimized doping procedure. Finally, attenuation of pristine POFs and prepared CD-POFs is measured using optical time domain reflectometry in order to characterize the impacts of the doping on fiber optical properties. In addition, the importance of post-doping drying procedure for CD-POF optical performance is investigated as well. The results suggest that, although doping of all tested fibers is generally feasible, Eska CK-40 is the most suitable candidate with regard to the doping efficiency and fiber post-doping performance.
Die Spurenfeuchte ist eine wichtige Messgröße bei der Qualitätsbeurteilung von technischen und medizinischen Gasen und muss daher zuverlässig gemessen werden. Der Spurenbereich ist definiert durch einen Wasserdampf-Stoffmengenanteil kleiner als 2600 µmol/mol bzw. einer Frostpunkttemperatur kleiner -10 °C. Eine geeignete Methode für die kontinuierliche Spurenfeuchtemessung stellt das Elektrolyseverfahren bzw. coulometrische Messprinzip dar. Bei diesem Prinzip strömt ein feuchtes Gas über eine hygroskopische Phosphorpentoxid-Schicht, welche kontinuierlich Wasserdampf absorbiert. Durch das Anlegen einer Zersetzungsspannung wird das absorbierte Wasser elektrolysiert und der resultierende Elektrolysestrom korreliert zum Feuchtegehalt im Gas. Neben dem Einfluss von unterschiedlichen Gasen auf das Messverfahren, wurde der Einfluss der Druckfeuchte im Druckbereich von 2 bis 15 bar untersucht. Des Weiteren wurde eine neuartige Sensorbeschichtung basierend auf einer ionischen Flüssigkeit getestet und es wurde ein Prototyp für die abgestufte Bestimmung der Wasseraktivität und der Materialfeuchte aufgebaut.
Acoustic emission testing
(2018)
The main drawback in radiometric imaging is the degradation of the spatial resolution with increasing depth, which results in blurred images for deeper lying structures. We circumvent this degradation with blind structured illumination, combined with a non-linear joint sparsity reconstruction algorithm. We demonstrate this by imaging a line pattern and a star-shaped structure through a metal sheet with a resolution four times better than the width of the thermal point-spread-function. The ground-breaking concept of super-resolution can be transferred from optics to diffusive imaging by defining a thermal point-spread-function similar to the Abbe limit for a certain optical wavelength.
We propose a method based on artificial neural networks to extract strain information from wavelength-scanning coherent optical time domain reflectometry (C-OTDR) data. Our neural network algorithm performs more than two orders of magnitude faster than the conventional approach.
This is due to the highly parallel evaluation of the neural networks on a GPU accelerated computer and the fact that conventional correlation and interpolation analysis needs many Iteration steps. This opens the way for real-time C-OTDR strain sensing because the neural Network strain predictions require less time than the measurements themselves. Real-time data Analysis enables long-term sensing e.g. in structural health monitoring, because the large amount of raw data does not have to be stored but can immediately be reduced to the strain data of interest.
We show both theoretically and experimentally how the encapsulation of the active region by additional guard layers can be used to achieve a significant reduction of the built-in electric fields in polar nitride heterostructures. This reduction of the QCSE results in a strongly enhanced emission intensity and faster recombination dynamics in the active region. In particular we are able to shift the emission energy of 4-nm-thick GaN nano-discs up to 3.32 eV, which is just 150 meV below the bulk GaN bandgap as compared to a red-shift of about 1 eV in a conventional heterostructure with the same thickness.
Fluorometric sensing is a versatile approach for trace analysis outside of the laboratory, requiring suitable sensor materials and their integration into sensing devices. The versatility of fluorophores as probes, especially in terms of the possibility to tailor their optical as well as their recognition properties by synthetic modifications in a wide range, renders them as superior active component for the preparation of optical sensor devices. Recent works at BAM in this field include, for example, the detection of nerve gas agents,illustrating impressively the aforementioned benefits of fluorophores in optical sensing applications.
In the interdisciplinary approach presented here, we target hazardous gases such as ammonia, benzene, and hydrogen sulfide, next to others, which pose a major threat to human health and environmental safety and for which the availability of a sensitive and reliable detection method is highly desirable.
The dyes presented follow a “turn-on” fluorescence schematic, which allows for the selective and sensitive detection of the respective gaseous analyte. The immobilization of the probe in polymeric matrices is then the next step toward the fabrication of a prototype device for molecular sensing. Further steps in the project include the assembly of instruments for test-atmosphere generation, the referencing of the sensor system, development and implementation of an optical setup, and the testing of the prototype device under laboratory conditions and in the field.
In this presentation, we give an overview over the recent developments on this topic in our groups, including fluorophore designs investigated for the detection of benzene, ammonia, and hydrogen sulfide as well as approaches for the design of the sensing device.
Fluorometric sensing is a versatile approach for trace analysis outside of the laboratory, requiring suitable sensor materials and their integration into sensing devices. The versatility of fluorophores as probes, especially in terms of the possibility to tailor their optical as well as their recognition properties by synthetic modifications in a wide range, renders them as superior active component for the preparation of optical sensing devices. Recent works at BAM in this field include, for example, the detection of nerve gas agents, illustrating impressively the aforementioned benefits of fluorophores in optical sensing applications.
In the interdisciplinary project presented here, we target hazardous gases such as ammonia, benzene, and hydrogen sulfide, next to others, which pose a major threat to human health and environmental safety and for which the availability of a sensitive and reliable detection method is highly desirable. The dyes presented follow a “turn-on” fluorescence schematic, which allows for the selective and sensitive detection of the respective gaseous analyte. The immobilization of the probe in polymeric matrices is then the next step toward the fabrication of a prototype device for molecular sensing. Further steps in the project include the assembly of instruments for test-atmosphere generation, the referencing of the sensor system, development and implementation of an optical setup, and the testing of the prototype device under laboratory conditions and in the field.
In this presentation, we give an overview over the recent developments on this topic in our groups. Highlights are hydrogen sulfide sensitive, BODIPY based transition metal complexes, which allow for a sensitive as well as selective detection of the toxic gas. In addition, we present a novel class of highly substituted BODIPY derivatives – pocket-BODIPYs – which are of a synthetically high versatility and can readily be modified to create pockets in the periphery of the molecule of defined geometries. This is illustrated on the successful encapsulation of benzene by a pocket-BODIPY derivative, confirmed by X-ray crystallographic analysis as well as by further spectroscopic and analytical methods.
Common air-coupled transducers for non-destructive testing consist of a piezocomposite material and several matching layers. Better acoustical matching to air is achieved by transducers based on charged cellular polypropylene (PP). This material has about hundred times lower acoustic impedance than any piezocomposite, having about the same piezoelectric coefficient. The piezoelectric properties of cellular PP are caused by the polarization of air cells. Alternatively, a ferroelectret receiver can be understood as a capacitive microphone with internal polarization creating permanent internal voltage. The sensitivity of the receiver can be increased by applying additional bias voltage. We present an ultrasonic receiver based on cellular PP including a high-voltage module providing bias voltage up to 2 kV. The application of bias voltage increased the signal by 12 to 15 dB with only 1 dB increase of the noise.
This receiver was combined with a cellular PP transmitter in through transmission to inspect several test specimens consisting of glass-fiber-reinforced polymer face sheets and a porous closed-cell PVC core. These test specimens were inspected before and after load. Fatigue cracks in the porous PVC core and some fatigue damage in the face sheets were detected. These test specimens were originally developed to emulate a rotor blade segment of a wind power plant. Similar composite materials are used in lightweight aircrafts for the general aviation. The other inspected test specimen was a composite consisted of glass-fiber-reinforced polymer face sheets and a wooden core. The structure of the wooden core could be detected only with cellular PP transducers, while commercial air-coupled transducers lacked the necessary sensitivity. Measured on a 4-mm thick carbon-fiber-reinforced polymer plate, cellular PP transducers with additional bias voltage achieved a 32 dB higher signal-to-noise ratio than commercial air-coupled transducers.
THz-TDS Systeme können zeitaufgelöst die Amplitude der elektrischen Feldstärke E(t) detektieren. Der Vorteil des verwendeten Messprinzips besteht in dem gleichzeitigen Nachweis von Amplitude und Phase des zwischen der Antenne und dem Detektor sich ausbreitenden elektrischen Feldes eines Impulses. Befindet sich im Strahlengang dielektrisches Material, dann ändern sich die Laufzeit (Time of Flight) und Amplitude des Impulses im Vergleich zum freien Strahlengang.
Planare Fehlstellen, wie Risse oder delaminierte Schichten in Kompositen sowie mehrschichtig aufgebaute Dielektrika können als optische Mehrschichtsysteme aufgefasst werden, mit denen sich die beobachteten Transmissions- und Reflektionseigenschaften im THz-Bereich erklären lassen.
Bei Entwicklung eines optischen Schichtenmodells für das jeweilig ausgewählte Schichtensystem lassen sich zeitliche Impulsverläufe in Abhängigkeit von der Schichtenfolge- und deren –dicke berechnen.
Durch den Fit der experimentell gewonnener Daten mit den aus dem Schichtenmodell berechneten Impulssequenzen lassen sich unter Verwendung der Methode der kleinsten Quadrate Schichtdicken oder die Brechungsindizes der einzelnen Schichten im jeweiligen Testobjekt bestimmen. Anhand eines repräsentativen Beispiels wird die Entwicklung des Schichtenmodells erklärt und die erreichten Genauigkeiten zur Bestimmung der Schichtdicken und Brechungsindizes anhand selbst entwickelter Testkörper diskutiert.
During their life cycle, composite structures used in aircraft structures can be subjected to high- and low-velocity impact loading. High velocity impact damage is usually easy to detect as it creates visible external damage. Low-velocity impacts are more complex to assess because, although significant damage can be generated internally, there can be little indication of external damage on the impacted surface, leading to the term BVID. Impact damage, especially barely visible impact damage, is therefore of primary concern for design and maintenance of modern aircraft composite structures. As a result there is a concerted research effort to improve the damage resistance and tolerance of these materials.
One of the great strengths of X-ray computed tomography over conventional inspection methods (ultrasound, thermography, radiography) is that it can image damage in 3D. or inter-ply interfaces. An X-ray computed tomography (CT) data processing methodology is developed to extract the through-thickness distribution of damage in curved or deformed composite panels. The method is applied to [(0°/90°)2]s carbon fibre reinforced polymer (CFRP) panels subjected to low velocity impact damage (5 J up to 20 J) providing 3D ply-by-ply damage visualisation and analysis. Our distance transform approach allows slices to be taken that approximately follow the composite curvature allowing the impact damage to be separated, visualised and quantified in 3D on a ply-by-ply basis. In this way the interply delaminations have been mapped, showing characteristic peanut shaped delaminations with the major axis oriented with the fibres in the ply below the interface. This registry to the profile of the panel constitutes a significant improvement in our ability to characterise impact damage in composite laminates and extract relevant measurements from X-ray CT datasets.
Overview about modelling, simulations and measurement of acoustic interactions caused by surface dielectric barrier discharges, micro hollow cathode discharges and plasma jets.
Der Vortrag gibt einen Überblick über aktuelle Möglichkeiten zur Integration von sensorischen Funktionen in Leichtbauwerkstoffe, mit Fokus auf Faserverbundkunststoffe (FVK). Neben den unterschiedlichen Arten der eingesetzten Sensoren werden auch deren Arbeitsweisen, Anwendungsbereiche und Anwendungsbreiten erläutert. Es erfolgt eine Diskussion der Auswirkungen der Integration von Sensoren in die Bauteilstruktur und daraus abgeleitet eine Betrachtung der Vor- und Nachteile der einzelnen Methoden.
Das lernen die Teilnehmer im Vortrag:
Integration von Sensoren in Faserverbundstrukturen
Anwendungen von Sensorik
Auswirkungen der Funktionsintegration auf die Composite
The transition from X-ray film to digital detectors in radiography is accompanied by an increase of unsharpness due to the larger inherent digital detector unsharpness in comparison to film. The basic spatial resolution of digital detectors (see EN ISO 17636-2) is used today to describe this unsharpness. The geometrical unsharpness of the radiographic projection of object structures onto the detector plane is determined by the focal spot size of the X-ray tube and the magnification. The focal spot size is measured today (see ASTM E 1165) from pin hole camera exposures or edge unsharpness (see ASTM E 2903). The final image unsharpness is a result of a convolution of the geometrical and inherent detector unsharpness function, divided by the magnification factor of the object onto the detector plane. Different approximations of this convolution result in ASTM E 1000 and ISO 17636-2 in different optimum values for the magnification factor for a given focal spot size of a X—ray tube and the basic spatial resolution of the detector. The higher contrast sensitivity, an advantage of digital radiography, compared to film radiography is furthermore improved when using higher X-ray voltages as used with film and smaller focal spots of the X-ray tubes. This allows a higher distance between object and detector resulting in reduced object scatter in the image. The interactions between all these parameters will be discussed and simple rules for practitioners will be derived in this contribution.
Increased use of high performance steel (HPS) for demanding applications calls for non-destructive ultrasonic testing methods which is covered by standards like SEP 1927 (1) and ASTM E588 (2). Here, an adaption of standards like increasing sensitivity and resolution of ultrasonic testing may be needed in order to improve determination of steel cleanliness.
Modern requirements on standardization in that field have been evaluated during the INCAFAT project “A novel approach for rating fatigue-initiating inclusions in highly demanding steel” which was funded by the European Commission.
Main results of this research show that an adapted standard should be open to different type of specimen due to the diversity in application. This includes a wide range from bars, rings and plates as well as different inspection sensitivities. An adapted standard should be open to the definition of the volume to be investigated and open to be selected by the user. Furthermore, for enhanced resolution the frequency range should be extended to higher frequencies. The use of focal beam probes shall be mandatory and probes should be selected according to the geometry of the specimen. Therefore, calibration procedures have to be improved significantly to allow proper sizing of indications. Indication height shall be directly transferred into an equivalent disc shaped reflector taking distance amplitude curves as well as signal amplitude distribution and signal travel time into account.
A new standard draft proposal taking all these requirements into account has been filed in the frame of the INCAFAT project and is now on discussion.
Compared to standard ultrasonic testing methods the application of phased arrays offers advantages and flexibility by the electronic steering possibilities to control the transmitted and received sound fields as well as the image based evaluation of the recorded scans. For more than one decade phased array systems have been introduced and used in the railway sector for the inspection of wheelsets in the workshops. Up to the present field applications of phased array systems in rail inspection are rather rare. On the other hand a lot of scientific work on rail testing using phased arrays has been carried out in the recent past.
Mechanized ultrasonic rail inspection poses strong challenges e.g. due to the harsh environment, complex flaw types and high inspection speeds. Different tasks have to be carried out by non-destructive testing ranging from manufacturing inspection of thermite welds to in-service inspection for operational induced flaws in the rail head, rail web and rail foot as well as rolling contact fatigue. This work will give an overview and categorization of different present approaches for rail testing using phased array.
Phased array systems typically offer digital image based inspection results. This make these systems become the perfect candidates to feed inspection data into a modern big data based workflow, using e.g. cloud computing, signal processing and data fusion for recording, positioning and tracking of flaws and artefacts in rails and to gain additional benefit.
Evaluation of promising innovative approaches and solutions for phased array based ultrasonic rail inspection in the frame of “Industry 4.0” will be discussed.
In the last twenty years, components made of fibre-reinforced plastic became a prominently used material in safety-relevant structures. Periodic in-service inspection of these structures using reliable non-destructive testing methods became a relevant issue in the field. The goal of the EMRP-funded project VITCEA (Validated Inspection Techniques for Composites in Energy Applications) aims on the evaluation of the performance of various non-destructive testing methods on the inspection of fibre-reinforced plastics.
In this talk the results of the comparison of different ultrasonic testing methods will be discussed. There are two challenges for the ultrasonic inspection of fibre-reinforced plastics. Firstly, different material properties of the fibre and the resin cause anisotropic acoustical behaviour of the material. Secondly, the physical layout of fibre layers leads to complex structures of fibre-reinforced plastic parts, and thus to a complex acoustical response. Both result in a reduction of the signal to noise ratio and make interpretation of measurement results rather extensive.
During the VITCEA project, the acoustical behaviour of fibre-reinforced plate materials has been simulated. Specimens with artificial flaws for the evaluation of the detection thresholds have been designed and manufactured.
Various mechanized ultrasonic testing methods including phased-array sensors, air-coupled transducers, immersion tank testing and contact technique have been evaluated on the specially designed specimen. Laboratory scale tests and a round robin test have been carried out. The probability of detection and the detection thresholds for each method have been estimated.
Die Ultraschall Phased-Array Technik bietet durch die variable elektronische Steuerung des Schallfeldes gegenüber konventioneller Prüftechnik Vorteile bei vielen Prüfaufgaben, sowohl bei der Datenaufnahme als auch der bildhaften Bewertung. Die mechanisierte Schienenprüfung stellt sehr hohe Anforderungen an die Prüftechnik insbesondere durch die hohen Prüfgeschwindigkeiten von bis zu 20 m/s.
Im Rahmen dieses Vortrags wird evaluiert, welche Lösungsansätze auf Basis der Ultraschall Phased-Array Technik vielversprechend erscheinen für einen Einsatz im Umfeld von Bahn 4.0.
Leaking methane from infrastructures, such as pipelines and landfills, is critical for the environment but can also pose a safety risk. To enable a fast detection and localization of these kind of leaks, BAM developed a novel robotic platform for aerial remote gas sensing. Spectroscopic measurement methods for remote sensing of selected gases lend themselves for use on mini-copters, which offer a number of advantages for inspection and surveillance over traditional methods. No direct contact with the target gas is needed and thus the influence of the copter downwash on the measured gas plume can be kept to a minimum. This allows to overcome one of the major issues with gas-sensitive mini-copters. On the other hand, remote gas sensors, most prominently Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS) sensors have been too bulky given the payload and energy restrictions of mini-copters. Here, we present the Unmanned Aerial Vehicle for Remote Gas Sensing (UAV-REGAS), which combines a novel lightweight TDLAS sensor with a 3-axis aerial stabilization gimbal for aiming on a versatile multicopter. The proposed system can be deployed in scenarios that cannot be addressed by currently available systems and thus constitutes a significant step forward for the field of Mobile Robot Olfaction (MRO). It enables tomographic reconstruction of gas plumes and a localization of gas sources. We also present first results showing its performance under realistic conditions.
Emissions of ammonia into the environment are mainly caused by agriculture, but also by combustion processes in waste and by road traffic. Even at low concentrations, this substance is not only an odour nuisance, but also a substance with ecological and climatic relevance. Therefore, BAM tested commercial electrochemical, and metal oxide based sensors, which have limited suitability for measuring in the environmental molar fraction range. Alternatively, own developments for the detection of ammonia in the trace range were implemented, wherein the analyte is measured by changing the fluorescence of a BODIPY dye at 550 nm by means of a portable fluorescence sensor directly from the gas phase. For the calibration of ammonia sensors and measuring instruments, a stationary system based on the mixture of certified test gases from pressure cylinders with calibrated mass flow controllers is available. A test gas generator was developed for on-site calibration and testing of sensors and measuring devices. The generation of ammonia-containing gases in the environmental relevant range of levels below 1000 nmol/mol is carried out by the permeation method according to ISO 6145-10. For the traceability of ammonia, standards are provided and further developed by the National Metrological Institutes and designated institutes. Metrological standards are based on SI units and are a basis for traceability of sensors or gas analysers.
Leaking methane (CH4) from infrastructures, such as pipelines and landfills, is critical for the environment but can also pose a safety risk. Nowadays, after a period of failure-free exploitation, a significant increase in fires and explosions due to pipeline leakages, can be observed. Particularly problematic are the gas pipelines in Poland that were built several decades ago. At that time, the technical standards and building regulations were more lenient than those currently being in force. The integrity of the gas pipelines is difficult to inspect as they are not piston-optimized (they were not built for this purpose). To overcome this challenge, the UDT is looking for methods that enable a fast and reliable detection and localization of leaking pipelines over long distances.
The BAM has developed a robotic platform for aerial remote gas sensing that meets the expectations of UDT. Spectroscopic measurement methods for remote sensing of selected gases lend themselves for use on mini-copters, which offer several advantages for inspection and surveillance over traditional methods. No direct contact with the target gas is needed and thus the influence of the aerial platform on the measured gas plume can be kept to a minimum. This allows to overcome one of the major issues with gas-sensitive mini-copters. On the other hand, remote gas sensors, most prominently Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS) sensors have been too bulky given the payload and energy restrictions of minicopters. Here, we present the Unmanned Aerial Vehicle for Remote Gas Sensing (UAV-REGAS), which combines a novel lightweight TDLAS sensor with a 3-axis aerial stabilization gimbal for aiming on a versatile octocopter. It enables tomographic reconstruction of gas plumes and a localization of gas sources.
Currently, UDT and BAM are cooperating to develop and validate an effective leakage detection method based on the UAV-REGAS platform. We present first results showing its performance under realistic conditions. Depending on the results, UDT may use this platform in their inspection practice in the near future.
Absorption edge tomography, also known as differential tomography at absorption edges, is a method which exploits the sudden change of the attenuation coefficient, when the photon energy crosses the absorption edge of an element. Synchrotron radiation is the best source for absorption edge tomography, because of its small bandwidth, high intensity and easily adjustable photon energy. The synchrotron beamline BAMline at the synchrotron radiation facility BESSY II in Berlin, which is operated by the Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), provides a monochromatized beam in a photon energy range from 5 keV up to 80 keV with a bandwidth of 2%, when the double multilayer monochromator is used. Together with the microtomography setup, this enables differential tomography with submicron resolution at the K edge of the elements from chromium up to the lanthanides, and up to uranium, when the L edges are used as well.
In this work, metal organic frameworks (MOFs) embedded in polymer are characterized using differential tomography. MOFs are microporous structures of metal ions, coordinated by organic linker molecules, that can be used in a broad field of applications, especially in gas storage and catalysis. In this work, polymer embedded MOFs were extruded into filaments, which could be used for 3d-printing to profit from the specific properties of the MOFs in polymeric materials combined with the arbitrary shapes provided by 3d-printing. For the extrusion, different polymer classes like ABS, polyester- and polyetherurethanes, as well as different MOFs (ZIF-8, ZIF-67, HKUST-1) were used to create MOF containing filaments with a nominal diameter of 3.0 mm. Differential tomography at the edges of the Zn, Co, and Cu was then used to find the distribution of the corresponding MOF in the filament and to analyze the shape of the inclusions.
The combination of microstructural data with other experimental techniques and with modeling is paramount, if we want to extract the maximum amount of information on porous material properties. In particular, quantitative image analysis, statistical approaches, direct discretization of tomographic reconstructions represent concrete possibilities to extend the power of the tomographic 3D representation to insights into the material and component performance. I will show a few examples of possible use of X-ray tomographic data for quantitative assessment of porosity in ceramics.
Moreover, I will show how not-so-novel 2D characterization techniques, based X-ray refraction, can allow a great deal of insights in the damage evolution in microcracked (and porous) ceramics. I will show how X-ray refraction can detect objects (e.g. microcracks) below its own spatial resolution.
Finally, I will discuss the link between the microstructural findings and the mechanical properties of porous microcracked ceramics.
Seismic interferometry (SI) deals either with the sensible detection of changes in the subsurface or with the reconstruction of virtual signals between two receivers by crosscorrelation of signals from diffuse sources. These concepts can be applied in NDT in civil engineering for various purposes, e. g. to detect changes in bridges. Here it is demonstrated using data from a reference structure on our test site. Practical applications can be expected in the very near future.
Concrete is often used in combination with steel as reinforced concrete. Environmental influences, especially the ingress of harmful ions in combination with the ingress of water, trigger different damage processes which reduce the designed lifetime of a structure. The ingress of chlorides from de-icing salt or sea water leads to corrosion of the reinforcement. Also the carbonation of the concrete may trigger the corrosion of the reinforcement. The ingress of alkalis from de-icing salts may cause the expansion of the amorphous silica aggregates (alkali-silica reaction) through formation of a swelling gel of calcium silicate hydrate if water is present. The ingress of sulfates may cause spalling of the concrete surface due to ettringite formation.
BAM has developed the LIBS technique for automated laboratory use with high numbers of samples to investigate transport processes of harmful species (Cl-, CO2, SO42- and alkalis) in concrete. Information about ingress depth and the quantitative values are important to estimate the remaining lifetime of the infrastructure. To get information about the ingress depth, a core has to be taken and cut in the middle. The measurements are carried out at the cross section. The main advantages of LIBS are the direct measurement on the surface of the concrete, fast analysis (sample rate 100 Hz) with a spatial resolution of up to 100 µm, the consideration of the heterogeneity of the concrete. The possibility of automated measurements saves a lot of manpower and time. At the same time a 2D-evaluation provides information about hot spots of elemental concentration which may not be found by standard methods.
Typical results of 2D investigation of concrete in laboratory will be presented. The performance is also demonstrated by examples for onsite applications using a mobile LIBS system. The road map to standardization is presented as well.
Die „Laser Induced Breakdown Spectroscopy“ (LIBS) bietet die Möglichkeit, direkt auf der optisch zugänglichen Oberfläche von Baustoffen 2-dimensional die Elementverteilung zu erfassen. Durch das zugrundeliegende Prinzip sind alle Elemente des Periodensystems detektierbar, auch leichte Elemente wie Wasserstoff oder Lithium.
Einerseits können alle für die Zusammensetzung des Zementes und der Gesteinskörnung relevanten Elemente erfasst werden, andererseits auch die für Schädigungsprozesse in Beton wichtigen Elemente Chlor, Schwefel, Natrium, Kalium, Kohlenstoff und Stickstoff. Der Nachweis kann simultan erfolgen.
Der Vorteil des Verfahrens liegt in der einfachen Probenvorbereitung, der direkten Messung auf der Oberfläche des Festkörpers und der Schnelligkeit der Messung. Die Heterogenität von Beton wird im Ergebnis berücksichtigt. Die Konzentrationen von schädigenden Ionen lassen sich bezogen auf den Bindemittelgehalt angeben. LIBS liefert standardmäßig qualitative Werte. Durch Kalibrierung anhand von Referenzproben ist eine Quantifizierung der Ergebnisse möglich.
Das Potenzial des Verfahrens wird am Beispiel der Bestimmung der Chlorid-Verteilung in der Bindemittelmatrix vorgestellt. Andere Anwendungen sind die Bestimmung der Karbonatisierungstiefe, die Bestimmung des Eintrages von Alkalien oder die Bestimmung der Verteilung von Schwefel.
Das Verfahren kann im Labor zur Untersuchung einer großen Anzahl von Proben oder vor-Ort zur schnellen Entscheidungsfindung eingesetzt werden. Kommerzielle Geräte sind seit kurzem verfügbar.
Die örtliche Auflösung der Messung beträgt bis zu 0,1 mm × 0,1 mm. Ein Messpunkt hat einen Durchmesser von ca. 100 μm. Die Messfrequenz liegt bei 100 Hz. Als Ergebnis entstehen für jedes Element eine 2D-Darstellungen der Konzentration über der Messfläche.
Der Scan eines Bohrkerns von 50 mm x 70 mm dauert bei einer Auflösung von 0,5 mm lateral und 1 mm vertikal ca. 7 min. Es können auch raue oder gebrochene Oberflächen durch Nachführung der z-Achse untersucht werden. Die Nachweisgrenze für die Bestimmung des Chlorgehaltes bezogen auf den Bindemittelgehalt liegt bei 0,03 M-%.
Der Unterausschuss LIBS im Bauwesen im FA ZfP im Bauwesen der DGZfP arbeitet an der Erstellung von Merkblättern und Regelwerken zur Anwendung des Verfahrens.
The Laser-induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) is an useful analytical technique for the chlorine detection in building materials, specifically in the reinforcement concrete. If chlorine exceeds a specific concentration threshold, the result can be pitting corrosion of the reinforcement, which affects the stability and lifetime of building structures like marine constructions, bridges or parking decks. The critical chlorine content based to cement is 0.4 wt.-% based to the cement for reinforced concrete. The ingress of chlorides from sea water or de-icing salt leads to corrosion of the reinforcement.
The chlorine spectral line Cl I at 837.59 nm shows a good performance in helium atmosphere. For measurements without helium we used a electric discharge setup to reheat the Laser-induced plasma with a voltage below 100 V. In this case the reheating shows an increasing chlorine emission in air atmosphere.
This work shows chlorine calibration curves with LIBS in a helium flow and LIBS with electric discharge reheating in air atmosphere. The determination of the limit of detection (LOD) for both setups and the measurement results of a drill core sample with a quantitative chlorine ingress profile will be presented.
Ammoniakemissionen in die Umwelt erfolgen insbesondere durch die Landwirtschaft (93,6 %), aber auch durch Verbrennungsprozesse in der die Abfallwirtschaft (2,3 %) und den Straßenverkehr (1,8 %). Dieser Stoff ist selbst in geringen Konzentrationen nicht nur eine Geruchsbelästigung, sondern auch eine Substanz mit ökologischer und klimatischer Relevanz.
Die Bestimmung von Ammoniak in relevanten Konzentrationen von kleiner 25 μg m-3 erfolgt im Allgemeinen über NH4+ als Analyten, spektralfotometrisch oder mit der Ionenchromatographie nach Überführung in die flüssige Phase. Wegen der niedrigen Konzentrationen an Ammoniak in der Außenluft wird meist eine gesammelte Probe verwendet oder die Bestimmung erfolgt nach einer aktiven, anreichernden Probenahme.
Die eigenen Arbeiten sollen dazu beitragen, die Ammoniak-Bestimmung in der Außenluft präziser, sowie schneller und kostengünstiger zu machen.
Die BAM prüfte daher kommerzielle elektrochemische und Metalloxid-basierte Sensoren, die für diesen Konzentrationsbereich aber nur bedingt geeignet sind. Deshalb wurden alternativ eigene Entwicklungen zum Nachweis von Ammoniak im Spurenbereich aufgenommen, wobei der Analyt über die Änderung der Fluoreszenz eines BODIPY-Farbstoffs bei 550 nm mittels eines portablen Fluoreszenz-Sensors direkt aus der Gasphase gemessen wird.
Zur Kalibrierung von Ammoniak-Sensoren und -Messgeräten steht ein stationäres System basierend auf der Mischung von zertifizierten Prüfgasen aus Druckflaschen mit kalibrierten Massendurchfluss-regler (MFC) zur Verfügung. Darüber hinaus erfolgt eine chemische Analyse der verwendeten Gasgemische mittels eines Massenspektrometers.
Für die Kalibrierung und Prüfung von Sensoren und Messgeräten vor Ort wurde ein mobiles Prüfsystem entwickelt. Die Generierung von Ammoniak-haltigen Gasen im Spurenbereich von 0,5 nmol/mol bis 500 nmol/mol erfolgt durch das Permeationsverfahren nach ISO 6145-10.
Für die Realisierung der Rückführbarkeit der Ammoniakbestimmung werden von den Nationalen Metrologischen Instituten sowie designierten Instituten Standards bereitgestellt und auch weiterentwickelt. Die primären metrologischen Standards beruhen auf SI-Einheiten und sind die Basis für eine Rückführbarkeit der Sensoren bzw. Analysengeräte.
Beton ist das meistbenutzte Baumaterial der Welt. Sein Herstellungsprozess ist auch für schätzungsweise 5% der globalen Kohlenstoffemissionen verantwortlich. Daher können selbst kleine Verbesserungen in der Festigkeit oder Haltbarkeit zu einer erheblichen Verringerung der Bau- und Wartungskosten, der Umweltschäden und der Gefahr für die Menschen führen. Um das grundlegende Verhalten dieses Materials zu verstehen, ist es notwendig, seine Leistung während thermischer, chemischer und mechanischer Prozesse (d. h. in-situ) zu beobachten. Es wird eine zerstörungsfreie Messmethode benötigt, die in der Lage ist, nicht nur Änderungen des Materials wie Feuchtigkeitsumverteilung, Korrosion und Dehnung zu messen, sondern auch die innere Struktur des Materials im Dreidimensionalen aufzulösen, so dass Versagensmechanismen und Transportphänomene direkt auf bestimmte Eigenschaften der heterogenen Materialstruktur bezogen werden können (wie z.B. die Übergangszone zwischen Gesteinskörnungen und Zementstein oder die Orientierung von eingebetteten Fasern).
Die Röntgencomputertomographie (CT) hat sich als ideal für solche Zwecke erwiesen. Neuere Forschungen an der BAM werden vorgetragen, die die Fähigkeiten der CT zur Identifizierung quantitativer Materialeigenschaften wie Faserorientierung, Rissoberfläche, Korrosionsverteilung und Änderungen des volumetrischen Feuchtigkeitsanteils demonstrieren. Der Nutzen dieser leistungsstarken Analysewerkzeuge wird dann anhand der Ergebnisse einer Reihe von Ex-situ und In-situ Testprogrammen für Bedingungen wie mechanische Belastung, Wassertransport und thermische Exposition gezeigt. Speziell entwickelte In-situ Testmaschinen für diese verschiedenen Testprogramme werden ebenfalls beschrieben. Die von der CT gelieferten quantitativen Charakterisierungsinformationen haben sich als ideale Grundlage für die Kalibrierung bzw. Validierung von numerischen Simulationen erwiesen. CT ist auch wesentlich für die Beantwortung von vielen anwendungsspezifischen Fragen, u.a. wie sich verschiedene Gießverfahren auf die Materialleistung auswirken, welche Mineralien sich als Zuschlagstoffe anfällig für langfristige chemische und hydraulische Prozesse erweisen und wie Polymerfasern den Druckaufbau in Beton während der thermischen Belastung beeinflussen.
Um das grundlegende Verhalten des Betons zu verstehen, wird eine zerstörungsfreie Messmethode benötigt, die in der Lage ist, nicht nur Änderungen des Materials wie Feuchtigkeitsumverteilung, Korrosion und Dehnung zu messen, sondern auch die innere Struktur des Materials im Dreidimensionalen aufzulösen, so dass Versagensmechanismen und Transportphänomene direkt auf bestimmte Eigenschaften der heterogenen Materialstruktur bezogen werden können. Die Röntgencomputertomographie (CT) hat sich als ideal für solche Zwecke erwiesen. Diese Präsentation demonstriert die Fähigkeiten der CT zur Identifizierung quantitativer Materialeigenschaften wie Faserorientierung, Rissoberfläche, Korrosionsverteilung und Änderungen des volumetrischen Feuchtigkeitsanteils. Durch die Beschreibung der Ergebnisse einer Reihe von Ex-situ und In-situ Testprogrammen für Bedingungen wie mechanische Belastung, Wassertransport und thermische Exposition, sind auch die Nutzungsmöglichkeiten von diesem Verfahren dargestellt.
The aim of this presentation is to highlight how psychology can be used to prevent human error. It starts with examples of accidents, incidents and events that have happened due to too little attention being dedicated to human factors. It continues arguing that human factors are one of the main factors influencing the reliability of non-destructive testing and gives definitions of the main terms. Furthermore, it presents a method used to identify risks in mechanized NDT to be used for the purposes of the final disposal of spent nuclear fuel and presents a study, in which human-centred design and eye tracking have been used to optimism the inspection procedure. The conclusion is that human factors methods can be used to identify problems during the inspection process and generate mitigation strategies that can be used to decrease human error and enhance safety.
Acoustic Emission
(2018)
Das Phänomen Schallemission (eng. Acoustic Emission, AE) ist eine Begleiterscheinung bei aktiven Mechanismen und Prozessen wie sie in Werkstoffen auftreten, die einer Belastung durch Krafteinwirkung oder durch Änderung der Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind. Plastische Verformung, Risswachstum, Korrosion oder der Übergang zu einer anderen Phase generieren u.a. transiente elastische Wellen, die sich im Werkstoff und an der Materialoberfläche ausbreiten. Auftretende Auslenkungen von wenigen hundert Pikometern sind mit piezo-elektrischen AE Sensoren detektierbar. Aufzeichnungsraten von bis zu 40 MHz ermöglichen dabei zeitliche Auflösungen von einigen Nano- bis Mikrosekunden. Die Dechiffrierung der detektierten Informationen ist für die Material- und Versagenscharakterisierung sowie für Anwendungen in der Struktur- oder Prozessüberwachung ein zentraler Forschungsschwerpunkt.
Nach einem kurzen Überblick zu den Grundlagen werden ausgewählte Ansätze der AE Methode vorgestellt und diskutiert:
1) AE Monitoring von Pipelines als Referenzmessung für die Entwicklung eines akustischen faseroptischen Monitorings (AGIFAMOR)
2) Schwellwertfreie AE Messung im 4-Punkt-Rohrbiegeprüfstand BAM_9.1 (AGIFAMOR)
3) Kombination von AE mit Röntgen-Mikrotomografie und die Anwendung der frequenzbasierten Mustererkennung ermöglichen eine Zuordnung von AE und Mechanismen (Ergebnisse aus dem SNSF Projekt Nr. 127'134, Baensch 2014, Diss. ETH No. 22372)
3D imaging techniques have an enormous potential to understand the microstructure, its evolution, and its link to mechanical, thermal, and transport properties. In this conference paper we report the use of a powerful, yet not so wide-spread, set of X-ray techniques based on refraction effects. X-ray refraction allows determining internal specific surface (surface per unit volume) in a non-destructive fashion, position and orientation sensitive, and with a nanometric detectability. We demonstrate showcases of ceramics and composite materials, where microstructural parameters could be achieved in a way unrivalled even by high-resolution techniques such as electron microscopy or computed tomography. We present in situ analysis of the damage evolution in a carbon fibre reinforced polymer and a Al/Al2O3metal matrix composite during tensile load, the direct observation of damage accumulation during creep of Al-3.85Mg and the identification of void formation (different kinds of defects, particularly unsintered powder hidden in pores, and small inhomogeneity’s like cracks) in Ti64 parts produced by selective laser melting using synchrotron X-ray refraction radiography tomography.
Thermal waves are solutions of the heat diffusion equation for periodic boundary conditions and can be seen analogously to strongly damped waves. Although the underlying differential equation differs from the wave equation, the essential property for analogy between both equations is linearity such that superposition applies. This linearity is maintained even after a linear transformation, such as the Fourier transform from time to frequency domain. It follows that the temporal superposition principle is already used in active thermography, e.g. in pulsed thermography, as a superposition of many individual frequencies. However, the systematic spatial superposition has not yet been fully exploited, mainly due to a lack of suitable energy sources.
As a first step, we are investigating how thermal wave fields of arbitrary space-time structures can be engineered using structured laser illumination. The proof of principle was shown using a laser coupled projector. Unfortunately, the available optical output power was limited due to the thermal stress limit of the device. That is why we are working towards a more sophisticated moving 1D array of high-power diode lasers. We characterized the novel light source and believe that apart from the benefit of spatial and temporal illumination it can combine the temporal regimes of impulse and lock-in thermography.
In a second step, we investigate moving and oscillating line sources with different line shapes. We use a Green’s Function ansatz to analytically model the thermal wave propagation of structured 1D laser illumination in isotropic materials. Furthermore, we show some methods how they can be implemented. With this technique, we were able to accelerate our detection method firstly presented in for vertical narrow defects by factor three. Generally, we believe that this technique opens up similar opportunities than in other NDE methods. High-resolution ultrasound, for example, is also based on the superposition of single emitters and a recent concept suggests an option to deal with the diffusion wave character of the thermal waves.
X-ray imaging techniques have an enormous potential to understand the microstructure, its evolution, and its link to mechanical, thermal, and transport properties. In this lecture we report the use of a powerful, yet not so wide-spread, set of X-ray techniques based on refraction effects. X-ray refraction allows determining the internal specific surface of materials (surface per unit volume) in a non-destructive fashion, position and orientation sensitive, and with a nanometric detectability. We demonstrate showcases of ceramics and composite materials, where microstructural parameters could be achieved in a way unrivalled even by high-resolution techniques such as electron microscopy or computed tomography. We present in situ analysis of the damage evolution during tensile load and the identification of void formation in parts produced by selective laser melting.
Im Rahmen der Arbeit soll die Anwendbarkeit des Verfahrens der Nuklear Magnetischen Resonanz (NMR) zur Charakterisierung von Porensystemen und Feuchtetransportmechanismen in Baustoffen untersucht werden. Ein Ziel ist dabei die Bestimmung des Flüssigwasseranteils bei Teilsättigung. Dazu wird die Porensättigung in Abhängigkeit der relativen Luftfeuchte im Porensystem berechnet, um erstmals eine Korrelation zwischen dem NMR-Signal und dem Porensättigungsgrad in einem multimodalen Porengrößensystem bei Teilsättigung vornehmen zu können. Derzeit erfolgen Aufsättigungsversuche an Referenzmaterialien (Sandsteine und Kalziumsilikatplatten). Bereits vorgenommene Untersuchungen bei Vollsättigung an Estrichen haben zunächst eine von der Literatur abweichende Oberflächenrelaxivität ergeben. Dieses Ergebnis legt den Verdacht nahe, dass ein hinreichender Ettringitgehalt, ein Hydratationsprodukt, Einfluss auf die resultierende Oberflächenrelaxivität in Baustoffen haben kann. Somit wird ein weiterer Forschungsschwerpunkt auf den Ettringitgehalt gelegt. Neben ersten Voruntersuchungen mit LIBS und NMR-Spektroskopie, zur Überprüfung der Nachweisbarkeit von Ettringit, sowie ersten Tests zur Steuerung der Ettringitbildung mittels Betonverflüssigern wurde bereits eine Messreihe geplant. Für diese und zukünftige Messungen soll dabei auch erstmals ein neu beschaffter und speziell angefertigter NMR-Tomograph (BAM-Größtgeräteinvestition 2016) Anwendung finden und neue Erkenntnisse ermöglichen.
Angetrieben durch Digitalisierung und die sogenannte Industrie 4.0 steigt die Erwartungshaltung gegenüber der Nutzung von Sensorik. Die Unsicherheit, Widersprüchlichkeit und Redundanz separat verarbeiteter einzelner Quellen soll durch die synergetische Zusammenführung heterogener Datensätze überwunden werden. Dabei steht der zunehmenden Aufgabenkomplexität eine ebenso zunehmende Verfügbarkeit an Sensoren, Daten und Rechenleistung gegenüber.
Der Begriff Datenfusion fasst Ansätze zusammen, die Daten zu abstrakteren, aber besser verständlichen Informationen verarbeiten. Die Fusion ist Kernbestandteil effektiver Assistenzsysteme und beweist in vielzähligen Aufgaben - von militärischen Anwendungen über Flug- und Fahrassistenzsysteme, bis in den Heimbereich – ihr großes Potenzial. Durch die wachsende Automatisierung bei der Messdatenerfassung wird Datenfusion auch in der industriellen Qualitätsprüfung und –sicherung zunehmend attraktiver.
Der Vortrag gibt einen Überblick über den breiten Themenkomplex und widmet sich dabei speziell der Fragen, welche Informationen in multivariaten Datensätzen stecken und wie sie extrahiert werden können. Abschließend wird ein Beispiel für die erfolgreiche Anwendung zur zerstörungsfreien Prüfung von Betonbauteilen vorgestellt. Der systematische Vergleich von Algorithmen, die Charakteristika des Labordatensatzes in unterschiedlicher Weise adressieren erlaubt überraschende Schlussfolgerungen.
Half-Cell-Potential Mapping (HP) is the most popular non-destructive testing (NDT) method for the detection of active corrosion in reinforced concrete. HP is influenced by parameters such as moisture and chloride gradients in the component. The sensitivity to the spatially small, but dangerous pitting is low. In this study we show how additional measurement information can be used with multi-sensor data fusion to improve the detection performance and to automate data evaluation. The fusion is based on supervised machine learning (SML). SML are methods that recognize relationships in (sensor) data based on given labels. We use SML to distinguish "defective" and "intact" labeled areas in our dataset. It consists of 18 measurement - each contains HP, ground radar, microwave moisture and Wenner resistivity data. Exact labels for changing environmental conditions were determined in a laboratory study on a reinforced concrete slab, which deteriorated controlled and accelerated. The deterioration progress was monitored continuously and corrosion was generated targeted at a predefined location. The detection results are quantified and statistically evaluated. The data fusion shows a significant improvement over the best single method (HP). We describe the challenges of data-driven approaches in nondestructive testing and show possible solutions.
Impact damages and delaminations in fibre-reinforced composites (FRC) might not be visible at the surface, but could have an influence on the resistance and on the long-term behaviour of the component. Therefore, and especially for safety relevant structures, non-destructive methods are required for the assessment of such damages.
Active thermography methods are suitable to characterize damages after loading using different kind of excitation techniques and various configurations of infrared (IR) camera and heating sources. Here, flash lamps, impulse excitation with infrared radiator and lock-in technique with halogen lamps or widened laser beams are suited. In addition, non-optical sources like sonotrodes (requiring direct contact to the structure) or induction generators (only suited for carbon fibre reinforced polymer (CFRP) structures) could be applied as well. For the investigation of the evolution of the damage during the impact, passive thermography can be applied in-situ. Elastic and plastic deformations alter the temperature of the structure and thus the temperature on the surface.
In this contribution, at first the general principles of quantitative defect characterisation in FRC using active thermography with flash, impulse and lock-in excitation are described. Optical and thermal properties of the FRC material and its anisotropy are considered. Results of phase differences obtained at flat bottom holes with flash and lock-in thermography are compared for qualifying both methods for quantitative defect characterization. Secondly, the damage evolution of CFRP and GFRP structures under impact load and static tensile loading is described. The spatial and temporal evolution of the surface temperature enables us to distinguish matrix cracks or fibre-matrix separation from delaminations between the layers. Afterwards, all results for loading defects, obtained by passive and active thermography, are compared with each other. Fig. 1 and 2 show the difference of passive and flash thermography obtained at impact and tensile loaded CFRP plates, respectively. As one purpose of these investigations is the development of standards within national (DIN) and European (CEN) standardisation bodies, new draft and final standards are presented and further needs are discussed at the end of the presentation.
We investigated the possibility of surrounding waves along with perimeter of large diameter tendon ducts during ground penetrating radar (GPR) testing of concrete structures. The surrounding waves influence the primary reflection from tendon duct and alter the phase as well as amplitude of signal depending on the diameter of the tendon duct. This phenomenon was studied in detail by conducting several simulations using a commercial software Reflexw®. Finite Difference Time Domain method was adopted to analyze reflection patterns from objects of various diameters located at different depths in concrete media.
The proposed methodology will be useful in qualitative assessment of size of metallic objects greater than a diameter of 6 cm. In general, the identification of large diameter tendon ducts in a civil structure is carried out by prior knowledge of the civil plan and its diagonal appearance to smaller diameter object mesh. The proposed methodology will enhance the confidence in identification of the larger diameter tendon ducts even if the civil plan is not known accurately.
The majority of the built infrastructure is made of concrete, which is a multiphase system made of cement, aggregates, water and pores. Concrete is often used in combination with steel as reinforced concrete. Environmental influences, especially the ingress of harmful ions in combination with the ingress of water, trigger different damage processes which reduce the designed lifetime of a structure. The ingress of chlorides from de-icing salt or sea water leads to corrosion of the reinforcement. Also the carbonation of the concrete may trigger the corrosion of the reinforcement. The ingress of alkalis from de-icing salts may cause the expansion of the amorphous silica aggregates (alkali-silica reaction) through formation of a swelling gel of calcium silicate hydrate if water is present. The ingress of sulfates may cause spalling of the concrete surface due to ettringite formation.
For the standard procedure in civil engineering cores are taken, cut in slices, grinded and the obtained homogenized powder is solved in acid and investigated by standard procedures.
BAM has developed the LIBS technique for the 2D evaluation of the chemical composition of concrete [1-11]. The technique is established for automated laboratory use with high numbers of samples to investigate transport processes of harmful species (Cl-, CO2, SO42- and alkalis) in concrete. Information about ingress depth and the quantitative values are important to estimate the remaining lifetime of the infrastructure. LIBS is a surface technique. To get information about the ingress depth, a core has to be taken and cut in the middle. The measurements are carried out at the cross section. The main advantages of LIBS are the direct measurement on the surface of the concrete, fast analysis (sample rate 100 Hz) with a spatial resolution of up to 100 µm, the consideration of the heterogeneity of the concrete and the possibility of automated measurements which save a lot of manpower and time. As an example the investigation of ingress profiles for standard diffusion and migration tests in civil engineering takes hours in comparison to just a few minutes using LIBS. At the same time a 2D-evaluation provides information about hot spots of elemental concentration which may not be found by standard methods.
Ingress of chlorides due to a crack in a repair mortar. Left: Photo of the cross section of a concrete core and the surface investigated by LIBS (area 70 mm x 70 mm). Right: Color coded chlorine intensity on the cross section of a concrete core, dark red represents high chlorine content.
The state of the art of LIBS technique for applications in civil engineering will be presented, including typical results of 2D investigation of concrete in laboratory. The performance is also demonstrated by examples for onsite applications using a mobile LIBS system. The road map to standardization is presented as well.