Analytische Chemie
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This seminar series comprises three lectures on drones and ground robots capable of sensing chemical substances and two accompanying hands-on workshops on nano drones equipped with chemical sensors. In the first lecture, Dr. Neumann will talk on a summary of aerial robot olfaction and his research. In the second and third lectures, more details of the nano drones equipped with chemical sensors will be provided, and the participants can get hands on experience of the nano drones in the accompanying workshops. The lectures will be given in English. This seminar series is supported by FY2023 Researcher Exchanges Program in UEC.
This seminar series comprises three lectures on drones and ground robots capable of sensing chemical substances and two accompanying hands-on workshops on nano drones equipped with chemical sensors. In the first lecture, Dr. Neumann will talk on a summary of aerial robot olfaction and his research. In the second and third lectures, more details of the nano drones equipped with chemical sensors will be provided, and the participants can get hands on experience of the nano
drones in the accompanying workshops. The lectures will be given in English. This seminar series is supported by FY2023 Researcher Exchanges Program in UEC.
The transfer of data for the metrological traceability of measurement results is currently taking place in the form of paper-based calibration certificates, mostly. Especially accredited metrology services providers are often bound to paper certificates by regulatory constrictions and sometimes lack of IT-infrastructure. This analog form of metrology data transfer, however, implies hands-on work, in particular for the certificate receiver, as its key values need to be translated into the device- and quality management (QM) system, manually. With thousands of certificates transferred from accredited calibration labs until the industrial regime, this binds a significant amount of human resources and is a well-known source of errors, thus constricting cost-effective and secure workflows.
This contribution highlights the status of the advancing digital transformation in metrology, on the example of force calibration. Although this appealing initiative is to a large extend driven by German stakeholders, it currently evolves to extend across all Europe and far beyond.
In diesem Beitrag soll die Etablierung von digitalen Kalibrierscheinen als maschineninterpretierbare Ergebnisberichte in akkreditierten Kalibrierlaboren, am Beispiel der Kalibrierung von Widerstandsthermometern nach DKD-R 5-1 aufgezeigt werden. Der DCC-Entwurf basiert auf dem von der PTB entwickelten DCC-Schema für XML-Formate. Vorrangig sollen folgende Aspekte bei der Umsetzung in akkreditierten Kalibrierlaboren beleuchtet werden: Angepasste digitale Workflows und Prozessdarstellungen; Harmonisierung von DCCs nach DKD-R 5-1; Entwicklung der IT-Infrastruktur (Middleware) zur automatisierten Generierung von DCCs; Erfahrungen aus der Pilotierung der DAkkS-eAttestation zum digitalen Nachweis der Akkreditierung; Praktische Umsetzung im Rahmen von QI-Digital.
Dieses Qualitätswerkzeug soll im Gesamtkonzept von QI-Digital zum UseCase Wasserstofftankstelle kurz vorgestellt werden.
Eine online Live-Vorführung des DCC Demonstrators zur automatisierten Erstellung und Auswertung eines maschinenlesbaren digitalen Kalibrierscheins zur metrologischen Rückführung eines Pt 100 Temperaturfühlers.
Workflow: DCC Vorlage für Kalibrierungen nach DKD-R 5-1; DCC Middleware zur Aufnahme der auftragsbezogenen Metadaten und Einfügen aller Daten, inkl. der Messdaten, in die DCC Vorlage; Validierung des befüllten DCCs gegen das DCC-Schema; Siegelung des DCCs mit dem digitalen Akkreditierungssymbol; Übertragung an den DCC-Nutzer; nutzerseitige Verifizierung des elektronischen Siegels zur Sicherstellung von Authentizität, Integrität und Akkreditierung; direktes auslesen der Sensordaten mit Messunsicherheit basierend auf Herstellerspezifikationen; Einlesen und Auswerten des DCCs auf Knopfdruck, damit automatisierte Erstellung einer Kalibrierfunktion und entsprechende Korrektur der Sensordaten, automatisches Auslesen der temperaturabhängigen Messunsicherheit und Erweiterung um relevante Beiträge zum Erreichen der metrologischen Rückführbarkeit der Temperaturmessung; qualitätsgesicherte Konformitätsaussage des Prozesses auf Basis der so korrigierten Temperaturmesswerte und deren Unsicherheiten.
Robotic Measurement System Concept for Greenhouse Gas Tomography in Wastewater Treatment Plants
(2023)
This paper introduces a conceptual framework for a greenhouse gas (GHG) measurement system designed for wastewater treatment plants (WWTPs). The emphasis is on accurate gas tomography measurements of emissions, crucial for national emission assessments. The proposed system is movable, semi-autonomous, and employs a combination of ground and air robots equipped with integral remote gas sensors and in-situ sensors. The proposed two/two configuration ensures comprehensive coverage of WWTPs, overcoming obstacles. The system concept lays the foundation for future implementation and evaluation, addressing the need for enhanced understanding of GHG emissions from WWTPs.
This seminar series comprises three lectures on drones and ground robots capable of sensing chemical substances and two accompanying hands-on workshops on nano drones equipped with chemical sensors. In the first lecture, Dr. Neumann will talk on a summary of aerial robot olfaction and his research. In the second and third lectures, more details of the nano drones equipped with chemical sensors will be provided, and the participants can get hands on experience of the nano
drones in the accompanying workshops. The lectures will be given in English. This seminar series is supported by FY2023 Researcher Exchanges Program in UEC.
Die Magnetpulverprüfung ist eine weit verbreitete Prüfmethode für ferromagnetische Bauteile. Hierbei werden Oberflächenfehler wie Risse mit ferromagnetischem Pulver sichtbar gemacht, wodurch eine qualitative Bewertung des Bauteils ermöglicht wird. Allerdings können die Anzeigen kaum zu einer quantitativen Bewertung herangezogen werden. Hierfür sind Magnetfeldsensoren nötig, die die Stärke der Streufelder messen, wodurch z. B. die Tiefe der Risse abgeschätzt werden kann. Bei kommerziellen Magnetfeldsensoren sind die sensitiven Elemente auf Platinen angebracht bzw. in eine Verkapselung integriert. Hierdurch erhöht sich der Abstand der Elemente zur Oberfläche und kleine Fehler können unter Umständen nicht mehr detektiert werden. Auch wird eine automatisierte Prüfung komplexer Geometrien durch die starren Sonden erschwert.
Um Streufelder von kleinen Fehlern in komplexen Bauteilen quantitativ bewerten zu können, validiert die BAM den Einsatz neuartiger, flexibler Magnetfeldsensoren. Hierbei sind die sensitiven Elemente auf flexiblen Folien aufgebracht und lassen sich verformen, wodurch sie auf viele mögliche Oberflächenformen appliziert werden können. Es wird ein geringerer Abstand der Elemente zur Oberfläche erreicht und Streufelder von kleinen Defekten können besser aufgelöst werden. Zudem verlieren die Sensoren durch Verformung weder ihre Sensitivität noch werden sie hierdurch zerstört. Dies macht diese Sensoren zu perfekten Kandidaten für die quantitative Bewertung von Rissstreufeldern in komplex geformten, ferromagnetischen Bauteilen.
Der Beitrag präsentiert die Charakterisierung der Sensoren sowie erste Versuche an komplexen Bauteilen. Schließlich wird eine Einschätzung hinsichtlich weiterer Anwendungsmöglichkeiten gegeben.
Communities worldwide face significant threats from Explosive Remnants of War (ERW), which endanger lives and restrict land usage. From forest fires due to ERWs or in ERW-contaminated areas (e.g., in Jüterbog, Germany) to broader global challenges (e.g., the Ukrainian conflict), the need for efficient detection and removal of these remnants, especially for humanitarian demining, is paramount. Traditional methods, like manual demining, have severe limitations in safety and efficiency. Here, we introduce an innovative solution to these challenges: “Chemosensing Smart Dust.” This technology uses chemoselective dyes that change their fluorescence properties when exposed to explosives like 2,4,6-trinitrotoluene (TNT). Fluorescence-based detection offers superior sensitivity, reduced likelihood of false positives, and enhanced accuracy of explosive detection. Drones, equipped with excitation lasers or LEDs, deploy the Chemosensing Smart Dust over areas of interest and actively detect the fluorescence changes using high-resolution cameras, offering a rapid, safe, and adaptable detection method. Beyond demining, this innovative approach has potential applications in monitoring polluted areas, homeland security, and emergency response.
With the reduction of large oil spills because of stricter regulations and safety measures, the question of how to manage smaller oil spills arises. Few on-site analytical tools are available for first responders or other law enforcement personnel to rapidly test for crude oil in the early management of localized polluted areas. The approach reported here relies on well-described computer-assisted multivariate data analysis of the intrinsic fluorescence fingerprints of crude oils to build a multivariate model for the rapid classification of crude oils and the prediction of their properties. Thanks to a dedicated robust portable reader, the method allowed classification and accurate prediction of various properties of crude oil samples like density (according to API, the American Petroleum Institute and viscosity as well as composition parameters such as volume fractions of paraffins or aromatics. In this way, autonomous operation in on-site or in-the-field applications becomes possible based on the direct (undiluted and untreated) measurement of samples and a rapid, tablet-operated readout system to yield a robust and simple analytical test with superior performance. Testing in real-life scenarios allowed the successful classification and prediction of a number of oil spill samples as well as weathered samples that closely resemble samples collected by first responders.