Fabian Luther, Ingo Schaarschmidt, A. Schubert, M. Richter
Kurzfassung Elektrochemisches Abtragen weist ein großes Potential auf, den steigenden Bauteilanforderungen hinsichtlich Komplexität und Effizienz und den damit verbundenen Herausforderungen an die genutzten Fertigungsverfahren gerecht zu werden. Aktuelle Forschungsarbeiten zeigen, dass die Überlagerung der Bearbeitungszone mit einem Magnetfeld einen positiven Einfluss auf den Abtragprozess haben kann und so bestehende Verfahrensgrenzen erweitert werden können. Um ein tieferes Verständnis über die zugrundeliegenden Wirkmechanismen hinter dieser bisher eher weniger betrachteten Einflussgröße zu erhalten, sollen die Auswirkungen der Magnetfeldüberlagerung auf die vorherrschenden Prozesse beim elektrochemischen Abtragen, auf verschiedenen Längenskalen untersucht werden. Dazu wurden in dieser Arbeit optische Untersuchungen mittels stereo Particle Image Velocimetry in einer auf die Millimeter-Größenordnung hochskalierten Analysezelle durchgeführt, um die resultierende Elektrolytströmung zu charakterisieren. Diese Zelle erlaubt in situ Messungen direkt im Arbeitsspalt zwischen Kathode (Werkzeug) und Anode (Werkstück) bei laufender Bearbeitung. In der vorliegenden Arbeit wurden dabei erste Untersuchungen mit parallel zueinander ausgerichteten planen Elektroden durchgeführt. Es wurde ein signifikanter Einfluss der elektromagnetischen Felder auf die auftretenden mittleren Strömungsgeschwindigkeiten und die zugrundeliegenden Geschwindigkeitsfelder nachgewiesen. Hierbei ist vor allem die Ausbildung einer starken Wirbelströmungsstruktur innerhalb des Arbeitsspaltes hervorzuheben. Diese Struktur kann im Wesentlichen auf die wirkende Lorentzkraft zurückgeführt werden. In anschließenden Arbeiten sind Folgemessungen mit Parametervariationen und verschiedenen Elektrodengeometrien auf unterschiedlichen Längenskalen geplant, um den Einfluss der einzelnen Prozessgrößen auf das elektrochemische Abtragen bestmöglich zu untersuchen. Diese experimentellen Ergebnisse werden dann zur Validierung zukünftiger magnetohydrodynamischer Simulationsmodelle verwendet. Diese sollen perspektivisch als Schnittstelle zwischen der Mikro- und Millimeter-Größenordnung dienen, da mit abnehmendem Arbeitsspalt die optische Zugänglichkeit zur experimentelle Strömungscharakterisierung zunehmend eingeschränkt wird.
{"title":"Strömungscharakterisierung im Arbeitsspalt beim magnetfeldüberlagerten elektrochemischen Abtragen","authors":"Fabian Luther, Ingo Schaarschmidt, A. Schubert, M. Richter","doi":"10.1515/teme-2022-0109","DOIUrl":"https://doi.org/10.1515/teme-2022-0109","url":null,"abstract":"Kurzfassung Elektrochemisches Abtragen weist ein großes Potential auf, den steigenden Bauteilanforderungen hinsichtlich Komplexität und Effizienz und den damit verbundenen Herausforderungen an die genutzten Fertigungsverfahren gerecht zu werden. Aktuelle Forschungsarbeiten zeigen, dass die Überlagerung der Bearbeitungszone mit einem Magnetfeld einen positiven Einfluss auf den Abtragprozess haben kann und so bestehende Verfahrensgrenzen erweitert werden können. Um ein tieferes Verständnis über die zugrundeliegenden Wirkmechanismen hinter dieser bisher eher weniger betrachteten Einflussgröße zu erhalten, sollen die Auswirkungen der Magnetfeldüberlagerung auf die vorherrschenden Prozesse beim elektrochemischen Abtragen, auf verschiedenen Längenskalen untersucht werden. Dazu wurden in dieser Arbeit optische Untersuchungen mittels stereo Particle Image Velocimetry in einer auf die Millimeter-Größenordnung hochskalierten Analysezelle durchgeführt, um die resultierende Elektrolytströmung zu charakterisieren. Diese Zelle erlaubt in situ Messungen direkt im Arbeitsspalt zwischen Kathode (Werkzeug) und Anode (Werkstück) bei laufender Bearbeitung. In der vorliegenden Arbeit wurden dabei erste Untersuchungen mit parallel zueinander ausgerichteten planen Elektroden durchgeführt. Es wurde ein signifikanter Einfluss der elektromagnetischen Felder auf die auftretenden mittleren Strömungsgeschwindigkeiten und die zugrundeliegenden Geschwindigkeitsfelder nachgewiesen. Hierbei ist vor allem die Ausbildung einer starken Wirbelströmungsstruktur innerhalb des Arbeitsspaltes hervorzuheben. Diese Struktur kann im Wesentlichen auf die wirkende Lorentzkraft zurückgeführt werden. In anschließenden Arbeiten sind Folgemessungen mit Parametervariationen und verschiedenen Elektrodengeometrien auf unterschiedlichen Längenskalen geplant, um den Einfluss der einzelnen Prozessgrößen auf das elektrochemische Abtragen bestmöglich zu untersuchen. Diese experimentellen Ergebnisse werden dann zur Validierung zukünftiger magnetohydrodynamischer Simulationsmodelle verwendet. Diese sollen perspektivisch als Schnittstelle zwischen der Mikro- und Millimeter-Größenordnung dienen, da mit abnehmendem Arbeitsspalt die optische Zugänglichkeit zur experimentelle Strömungscharakterisierung zunehmend eingeschränkt wird.","PeriodicalId":56086,"journal":{"name":"Tm-Technisches Messen","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2023-04-06","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"91281070","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
S. Merbold, Gazi Hasanuzzaman, Tom Buchwald, Christoph Schunk, D. Schmeling, A. Volkmann, R. Brinkema, U. Hampel, A. Schröder, C. Egbers
Abstract To study airborne transport of aerosol particles by mixed convection and dynamic situations within a closed room, the Cottbus Aerosol Particle Reference Experiment (CARE) was built and equipped, which includes thermal manikins and a spreader dummy. For various flow configurations (location of spreader, heating bodies, windows opened, air ventilation with and without air purification systems) flow visualisation was performed, particulate matter sensors (PMS) measured local particle concentrations, head-mounted camera systems counted particle concentrations of individuals and finally, large field of view Shake-The-Box Particle Tracking delivered velocity fields. The comprehensive experimental configuration of different measurement systems are discussed in terms of their aerosol transport properties and quantitative results, effective application and comparative efficiency explaining the flow dynamics. The findings from these experiments also provide information under which circumstances particularly high concentrations of aerosol particles can be found on which locations.
{"title":"Reference experiment on aerosol particle transport for dynamic situations","authors":"S. Merbold, Gazi Hasanuzzaman, Tom Buchwald, Christoph Schunk, D. Schmeling, A. Volkmann, R. Brinkema, U. Hampel, A. Schröder, C. Egbers","doi":"10.1515/teme-2022-0118","DOIUrl":"https://doi.org/10.1515/teme-2022-0118","url":null,"abstract":"Abstract To study airborne transport of aerosol particles by mixed convection and dynamic situations within a closed room, the Cottbus Aerosol Particle Reference Experiment (CARE) was built and equipped, which includes thermal manikins and a spreader dummy. For various flow configurations (location of spreader, heating bodies, windows opened, air ventilation with and without air purification systems) flow visualisation was performed, particulate matter sensors (PMS) measured local particle concentrations, head-mounted camera systems counted particle concentrations of individuals and finally, large field of view Shake-The-Box Particle Tracking delivered velocity fields. The comprehensive experimental configuration of different measurement systems are discussed in terms of their aerosol transport properties and quantitative results, effective application and comparative efficiency explaining the flow dynamics. The findings from these experiments also provide information under which circumstances particularly high concentrations of aerosol particles can be found on which locations.","PeriodicalId":56086,"journal":{"name":"Tm-Technisches Messen","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2023-04-03","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"78466871","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Arnd Nitschke, Steffen Neumann, S. Gerber, Rolf Kumme, Falk Tegtmeier
Kurzfassung Im Rahmen des europäischen EURAMET-Forschungsprojektes „18SIB08 – ComTraForce – Comprehensive Traceability for Force Metrology Services“ (18SIB08 – ComTraForce – Comprehensive Traceablility for Force Metrology Services. Available at: https://www.ptb.de/empir2019/comtraforce/home/ [abgerufen am: Feb. 10, 2023]) wird ein dynamisches Kraft-Transfernormal entwickelt, das für die vollständig rückgeführte Kalibrierung von Werkstoffprüfmaschinen mit sich periodisch ändernden Kräften geeignet ist. Stand der Technik ist die in der ASTM E467 (ASTM E467-21, Standard Practice for Verification of Constant Amplitude Dynamic Forces in an Axial Fatigue Testing System, West Conshohocken, United States, ASTM International, 2021) beschriebene Nutzung von mit Dehnungsmessstreifen (DMS) applizierten Testproben für eine dynamische Verifikation einer Prüfmaschine, die zuvor gemäß DIN EN ISO 7500-1 (DIN EN ISO7500:2018-06, Metallische Werkstoffe – Kalibrierung und Überprüfung von statischen einachsigen Prüfmaschinen – Teil 1: Zug- und Druckprüfmaschinen – Kalibrierung und Überprüfung der Kraftmesseinrichtung (ISO 7500-1:2018), Berlin, Beuth Verlag, 2018) statisch kalibriert wurde. Ein Ziel des Forschungsprojektes ist es, die aufwändig applizierten Standardproben durch präzise und variabel nutzbare Kraft-Transfernormale zu ersetzen, um den bisherigen Aufwand deutlich zu reduzieren und eine vollständige Rückführbarkeit auf die SI-Basis-Einheiten, inklusive einer Messunsicherheitsangabe zu gewährleisten. Ein zentraler Aspekt ist dabei eine bestmögliche Vergleichbarkeit zwischen dem Kraft-Transfernormal und dem zu untersuchenden Prüfkörper zu erzielen, dessen Steifigkeit und Masseverteilung einen Einfluss auf die lokale Kraftwirkung und somit auch die vom Prüfsystem gemessene Kraft haben. Das Transfernormal soll zugleich Temperaturveränderungen und ggf. auftretenden Biegedehnungen erfassen können, um deren Wirkung auf die Kraftmessung des Werkstoffprüfsystems quantifizieren zu können. Die besondere Herausforderung liegt darin, dass die dynamischen Eigenschaften des Prüfaufbaus unverzerrt im Kalibrieraufbau widergespiegelt werden. Um möglichst alle Aspekte durch größte Variabilität und kompakter Bauweise zu berücksichtigen, wurde das Kraft-Transfernormal zweiteilig ausgeführt. Es besteht aus einem einer Standardschwingprobe ähnelnden Bauteil, nachfolgend als Dynamometer bezeichnet, das mit Sensoren zur Kraft- und Temperaturmessung sowie zur Erfassung von Biegedehnungen ausgestattet ist und einem Bauteil, nachfolgend als Steifigkeitsadapter bezeichnet, das die Steifigkeit entsprechend des Gesamtsystems mit Prüfkörper nachbildet. Um den Einfluss unterschiedlicher Masseverteilungen berücksichtigen zu können, verfügt das Dynamometer über Möglichkeiten zur Ankopplung definierter Massen. Das ComTraForce-Projekt wird im Rahmen des „European Metrology Programme for Innovation and Research – EMPIR“ gefördert, das dem EU-Förderprogramm „Horizon 2020“ entstammt.
{"title":"Entwicklung eines Kraft-Transfernormals für die Kalibrierung periodischer Kräfte in Werkstoffprüfmaschinen mit Quantifizierung parasitärer Einflussgrößen","authors":"Arnd Nitschke, Steffen Neumann, S. Gerber, Rolf Kumme, Falk Tegtmeier","doi":"10.1515/teme-2022-0113","DOIUrl":"https://doi.org/10.1515/teme-2022-0113","url":null,"abstract":"Kurzfassung Im Rahmen des europäischen EURAMET-Forschungsprojektes „18SIB08 – ComTraForce – Comprehensive Traceability for Force Metrology Services“ (18SIB08 – ComTraForce – Comprehensive Traceablility for Force Metrology Services. Available at: https://www.ptb.de/empir2019/comtraforce/home/ [abgerufen am: Feb. 10, 2023]) wird ein dynamisches Kraft-Transfernormal entwickelt, das für die vollständig rückgeführte Kalibrierung von Werkstoffprüfmaschinen mit sich periodisch ändernden Kräften geeignet ist. Stand der Technik ist die in der ASTM E467 (ASTM E467-21, Standard Practice for Verification of Constant Amplitude Dynamic Forces in an Axial Fatigue Testing System, West Conshohocken, United States, ASTM International, 2021) beschriebene Nutzung von mit Dehnungsmessstreifen (DMS) applizierten Testproben für eine dynamische Verifikation einer Prüfmaschine, die zuvor gemäß DIN EN ISO 7500-1 (DIN EN ISO7500:2018-06, Metallische Werkstoffe – Kalibrierung und Überprüfung von statischen einachsigen Prüfmaschinen – Teil 1: Zug- und Druckprüfmaschinen – Kalibrierung und Überprüfung der Kraftmesseinrichtung (ISO 7500-1:2018), Berlin, Beuth Verlag, 2018) statisch kalibriert wurde. Ein Ziel des Forschungsprojektes ist es, die aufwändig applizierten Standardproben durch präzise und variabel nutzbare Kraft-Transfernormale zu ersetzen, um den bisherigen Aufwand deutlich zu reduzieren und eine vollständige Rückführbarkeit auf die SI-Basis-Einheiten, inklusive einer Messunsicherheitsangabe zu gewährleisten. Ein zentraler Aspekt ist dabei eine bestmögliche Vergleichbarkeit zwischen dem Kraft-Transfernormal und dem zu untersuchenden Prüfkörper zu erzielen, dessen Steifigkeit und Masseverteilung einen Einfluss auf die lokale Kraftwirkung und somit auch die vom Prüfsystem gemessene Kraft haben. Das Transfernormal soll zugleich Temperaturveränderungen und ggf. auftretenden Biegedehnungen erfassen können, um deren Wirkung auf die Kraftmessung des Werkstoffprüfsystems quantifizieren zu können. Die besondere Herausforderung liegt darin, dass die dynamischen Eigenschaften des Prüfaufbaus unverzerrt im Kalibrieraufbau widergespiegelt werden. Um möglichst alle Aspekte durch größte Variabilität und kompakter Bauweise zu berücksichtigen, wurde das Kraft-Transfernormal zweiteilig ausgeführt. Es besteht aus einem einer Standardschwingprobe ähnelnden Bauteil, nachfolgend als Dynamometer bezeichnet, das mit Sensoren zur Kraft- und Temperaturmessung sowie zur Erfassung von Biegedehnungen ausgestattet ist und einem Bauteil, nachfolgend als Steifigkeitsadapter bezeichnet, das die Steifigkeit entsprechend des Gesamtsystems mit Prüfkörper nachbildet. Um den Einfluss unterschiedlicher Masseverteilungen berücksichtigen zu können, verfügt das Dynamometer über Möglichkeiten zur Ankopplung definierter Massen. Das ComTraForce-Projekt wird im Rahmen des „European Metrology Programme for Innovation and Research – EMPIR“ gefördert, das dem EU-Förderprogramm „Horizon 2020“ entstammt.","PeriodicalId":56086,"journal":{"name":"Tm-Technisches Messen","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2023-03-31","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"84900485","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
L. Bifano, Valentin Meiler, R. Peter, G. Fischerauer
Abstract The detection of microplastics in water requires a series of processes (sample collection, purification, and preparation) until a sample can be analyzed in the laboratory. To shorten this process chain, we are investigating whether electrical impedance spectroscopy (EIS) enhanced by a classifier based on support vector machine (SVM) can be applied to the problem of microplastics detection. Results with suspensions of polypropylene (PP) and polyolefin (PO) in deionized water proved promising: The relative permittivities extracted from the measured impedances agree with literature data. The subsequent classification of measured impedances by SVM shows that the three classes “no plastic” (below the detection limit of 1 g plastic per filling), “PP” and “PO” can be distinguished securely independent of the background medium water. Mixtures of PO and PP were not examined, i.e. either PO or PP was filled into the measuring cell. An SVM regression performed after the SVM classification yields the microplastic concentration of the respective sample. Further tests with varying salinity and content of organic or biological material in the water confirmed the good results. We conclude that EIS in combination with machine learning (MLEIS) seems to be a promising approach for in situ detection of microplastics and certainly warrants further research activities.
{"title":"Detection of microplastics in water using electrical impedance spectroscopy and support vector machines","authors":"L. Bifano, Valentin Meiler, R. Peter, G. Fischerauer","doi":"10.1515/teme-2022-0095","DOIUrl":"https://doi.org/10.1515/teme-2022-0095","url":null,"abstract":"Abstract The detection of microplastics in water requires a series of processes (sample collection, purification, and preparation) until a sample can be analyzed in the laboratory. To shorten this process chain, we are investigating whether electrical impedance spectroscopy (EIS) enhanced by a classifier based on support vector machine (SVM) can be applied to the problem of microplastics detection. Results with suspensions of polypropylene (PP) and polyolefin (PO) in deionized water proved promising: The relative permittivities extracted from the measured impedances agree with literature data. The subsequent classification of measured impedances by SVM shows that the three classes “no plastic” (below the detection limit of 1 g plastic per filling), “PP” and “PO” can be distinguished securely independent of the background medium water. Mixtures of PO and PP were not examined, i.e. either PO or PP was filled into the measuring cell. An SVM regression performed after the SVM classification yields the microplastic concentration of the respective sample. Further tests with varying salinity and content of organic or biological material in the water confirmed the good results. We conclude that EIS in combination with machine learning (MLEIS) seems to be a promising approach for in situ detection of microplastics and certainly warrants further research activities.","PeriodicalId":56086,"journal":{"name":"Tm-Technisches Messen","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2023-03-29","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"83684433","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Abstract In this study, we investigate the turbulent Taylor-Couette (TC) flow experimentally. First, in order to show the formation of the different patterns in the flow, the flow was seeded with kalliroscope particles and by applying a vertical laser sheet we were able to capture the different patterns in the flow. For a further detailed study, the flow field was measured in horizontal planes at different cylinder heights using Particle image velocimetry (PIV). The formation of patterns appears for the counter-rotation configuration where the outer cylinder rotates in the opposing direction of the inner cylinder rotation. For low shear Reynolds numbers, stable Taylor vortices fulfilling the whole gap appear for very low counter-rotation rates. While for the same rotation rates and higher shear Reynold number, large scale patterns with shorter length scale compared to the classical Taylor vortices appears, which can be described as interlaced fingers from in and outflow. The existence of these patterns leads to enhanced angular momentum transport.
{"title":"Experimental method for investigating the formation of flow patterns in a very wide gap Taylor-Couette flow (η = 0.1).","authors":"M. H. Hamede, S. Merbold, C. Egbers","doi":"10.1515/teme-2022-0107","DOIUrl":"https://doi.org/10.1515/teme-2022-0107","url":null,"abstract":"Abstract In this study, we investigate the turbulent Taylor-Couette (TC) flow experimentally. First, in order to show the formation of the different patterns in the flow, the flow was seeded with kalliroscope particles and by applying a vertical laser sheet we were able to capture the different patterns in the flow. For a further detailed study, the flow field was measured in horizontal planes at different cylinder heights using Particle image velocimetry (PIV). The formation of patterns appears for the counter-rotation configuration where the outer cylinder rotates in the opposing direction of the inner cylinder rotation. For low shear Reynolds numbers, stable Taylor vortices fulfilling the whole gap appear for very low counter-rotation rates. While for the same rotation rates and higher shear Reynold number, large scale patterns with shorter length scale compared to the classical Taylor vortices appears, which can be described as interlaced fingers from in and outflow. The existence of these patterns leads to enhanced angular momentum transport.","PeriodicalId":56086,"journal":{"name":"Tm-Technisches Messen","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2023-03-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"82218582","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Niels Janson, Marvin Abt, Benjamin Küster, L. Overmeyer
Zusammenfassung Die optische Absolutdrehwinkelmessung ermöglicht die kontaktlose und referenzfreie Messung von Winkelpositionen an rotierenden Wellen, ohne dass zusätzliche Aufbauten oder Verkabelungen an diesen angebracht werden müssen. Neben den klassischen Methoden zur Steigerung der Robustheit und Effizienz des Messverfahrens durch optimierte Hardware, Messdatenverarbeitung oder Fehlerkorrekturen stellt die Auseinandersetzung mit der zugrundeliegenden Codierung einen vielversprechenden und bisher wenig betrachteten Ansatz dar. Im Rahmen dieser Arbeit wird anhand einer realen Welle gezeigt, wie durch die Verwendung geeigneter Suchverfahren und einer angepassten Codierung die erforderliche Codewortlänge um über 40 % verkürzt werden kann. Dadurch wird die Rechenlast und der Speicherbedarf für die Dekodierung deutlich verringert und die Robustheit des Verfahrens gesteigert. Weiterhin wird praktisch gezeigt, wie durch Verkürzung der Codewortlänge eingesparten Stellen genutzt werden können, um Messfehler durch eine zusätzliche Redundanz effektiv zu minimieren.
{"title":"Optimierung optischer Absolutdrehwinkelmessungen durch verbesserte Codierungen","authors":"Niels Janson, Marvin Abt, Benjamin Küster, L. Overmeyer","doi":"10.1515/teme-2022-0077","DOIUrl":"https://doi.org/10.1515/teme-2022-0077","url":null,"abstract":"Zusammenfassung Die optische Absolutdrehwinkelmessung ermöglicht die kontaktlose und referenzfreie Messung von Winkelpositionen an rotierenden Wellen, ohne dass zusätzliche Aufbauten oder Verkabelungen an diesen angebracht werden müssen. Neben den klassischen Methoden zur Steigerung der Robustheit und Effizienz des Messverfahrens durch optimierte Hardware, Messdatenverarbeitung oder Fehlerkorrekturen stellt die Auseinandersetzung mit der zugrundeliegenden Codierung einen vielversprechenden und bisher wenig betrachteten Ansatz dar. Im Rahmen dieser Arbeit wird anhand einer realen Welle gezeigt, wie durch die Verwendung geeigneter Suchverfahren und einer angepassten Codierung die erforderliche Codewortlänge um über 40 % verkürzt werden kann. Dadurch wird die Rechenlast und der Speicherbedarf für die Dekodierung deutlich verringert und die Robustheit des Verfahrens gesteigert. Weiterhin wird praktisch gezeigt, wie durch Verkürzung der Codewortlänge eingesparten Stellen genutzt werden können, um Messfehler durch eine zusätzliche Redundanz effektiv zu minimieren.","PeriodicalId":56086,"journal":{"name":"Tm-Technisches Messen","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2023-03-23","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"75179001","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
R. Müller, M. Hintz, K. Neckermann, Roland Krivanek, A. Müller
Zusammenfassung Diese Arbeit setzt sich mit der Entwicklung und die Einführung in die Serienfertigung eines miniaturisierten Fluoreszenzphotometers mit zwei Messkanälen auseinander (Würfelzuckerformat). Die vorwiegende Anwendung wurde für ein faserbasiertes fluorometrisches Farbstoffsystem zur kontinuierlichen Blutzuckermessung realisiert. Ferner beschäftigt sich diese Arbeit mit der empirischen Bestimmung von bestimmten Toleranzangaben, die bei der Entwicklung selbst, die häufig mit Materialmangel verbunden war, nicht belastbar bestimmt werden konnten. Die Performance der Fluoreszenzphotometer ergibt sich einmal aus dem sogenannten internen Übersprechen, aus dem Verhältnis zwischen diesem internen Übersprechen und der Sensitivität sowie aus dem Verhältnis der Fluoreszenzsignale von Messkanal eins und zwei (relative Fluoreszenz). Als Eingangsparameter wurden untersucht: (1) das Streulicht, welches von der sogenannten Beleuchtungseinheit ausgeht. (2) ein Optimierungsparameter, der bei der optisch aktiven Justage der Beleuchtungseinheit generiert wird. (3) der geometrische Versatz zwischen der Optik des Moduls und der „Ankoppelöffnung“ für den Multimode-Lichtwellenleiter. Zwischen (2) und der relativen Fluoreszenz konnte keine Korrelation nachgewiesen werden. Hier wurde über 206 Module bei einem Mittelwert von 6,68 für die relative Fluoreszenz eine Standardabweichung von 0,24 erreicht. Bezüglich (3) konnte bis zu einer Toleranz von ±100 μm keine Korrelationen zur Performance der Module festgestellt werden (141 Module). Dies kommt einer preiswerten Fertigung entgegen.
{"title":"Korrelation zwischen Eingangsparametern und der Performance für ein Miniatur-Fluoreszenzphotometer innerhalb einer Kleinserie","authors":"R. Müller, M. Hintz, K. Neckermann, Roland Krivanek, A. Müller","doi":"10.1515/teme-2022-0119","DOIUrl":"https://doi.org/10.1515/teme-2022-0119","url":null,"abstract":"Zusammenfassung Diese Arbeit setzt sich mit der Entwicklung und die Einführung in die Serienfertigung eines miniaturisierten Fluoreszenzphotometers mit zwei Messkanälen auseinander (Würfelzuckerformat). Die vorwiegende Anwendung wurde für ein faserbasiertes fluorometrisches Farbstoffsystem zur kontinuierlichen Blutzuckermessung realisiert. Ferner beschäftigt sich diese Arbeit mit der empirischen Bestimmung von bestimmten Toleranzangaben, die bei der Entwicklung selbst, die häufig mit Materialmangel verbunden war, nicht belastbar bestimmt werden konnten. Die Performance der Fluoreszenzphotometer ergibt sich einmal aus dem sogenannten internen Übersprechen, aus dem Verhältnis zwischen diesem internen Übersprechen und der Sensitivität sowie aus dem Verhältnis der Fluoreszenzsignale von Messkanal eins und zwei (relative Fluoreszenz). Als Eingangsparameter wurden untersucht: (1) das Streulicht, welches von der sogenannten Beleuchtungseinheit ausgeht. (2) ein Optimierungsparameter, der bei der optisch aktiven Justage der Beleuchtungseinheit generiert wird. (3) der geometrische Versatz zwischen der Optik des Moduls und der „Ankoppelöffnung“ für den Multimode-Lichtwellenleiter. Zwischen (2) und der relativen Fluoreszenz konnte keine Korrelation nachgewiesen werden. Hier wurde über 206 Module bei einem Mittelwert von 6,68 für die relative Fluoreszenz eine Standardabweichung von 0,24 erreicht. Bezüglich (3) konnte bis zu einer Toleranz von ±100 μm keine Korrelationen zur Performance der Module festgestellt werden (141 Module). Dies kommt einer preiswerten Fertigung entgegen.","PeriodicalId":56086,"journal":{"name":"Tm-Technisches Messen","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2023-03-21","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"72845763","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
M. Esche, Martin Nischwitz, Manuel Schmidt, Reinhard Meyer, Marco Elfroth
{"title":"Corrigendum to: Conformity assessment of photo-optical measurement data registration in legal metrology – ensuring admissibility as evidence of measurement data retrieved from legacy utility meters","authors":"M. Esche, Martin Nischwitz, Manuel Schmidt, Reinhard Meyer, Marco Elfroth","doi":"10.1515/teme-2023-0039","DOIUrl":"https://doi.org/10.1515/teme-2023-0039","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":56086,"journal":{"name":"Tm-Technisches Messen","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2023-03-21","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"79185625","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Siegfried Hackel, Shanna Schönhals, Thomas Krah, Lutz Doering
Zusammenfassung Der Prototyp eines maschinenlesbaren und maschineninterpretierbaren Digitalen Kalibrierscheins (DCC, engl. Digital Calibration Certificate) wurde bereits im Jahr 2017 in den PTB-Mitteilungen [S. Hackel, F. Härtig, J. Hornig, und T. Wiedenhöfer, The Digital Calibration Certificate, PTB-Mitteilungen, vol. 127, Bd. 4, S. 7, 2017 [Online]. Verfügbar unter: https://oar.ptb.de/resources/show/10.7795/310.20170403 [Zugegriffen: Jul. 2, 2019].] veröffentlicht. Die Idee basiert auf dem im Jahr 2016 von der PTB skizzierten europäischen Forschungsvorhaben SmartCom (17IND02) [,,Welcome to SmartCom”, 2021 [Online]. Verfügbar unter: https://www.ptb.de/empir2018/smartcom/project/ [Zugegriffen: Februar. 15, 2023]; EURAMET-European Association of National Metrology Institutes, ,,Communication and validation of smart data in IoT-networks”, EURAMET, 2023 [Online]. Verfügbar unter: https://www.euramet.org/research-innovation/search-research-projects/details/project/communication-and-validation-of-smart-data-in-iot- networks [Zugegriffen: Februar. 15, 2023.] und ist seit dem Jahr 2017 integraler Bestandteil des Digitalisierungskonzepts der PTB. Der DCC bietet die weltweit eindeutige Identifikation und Speicherung der Eigenschaften eines beliebigen Kalibriergegenstandes und leistet damit mehr als den reinen Nachweis der metrologischen Rückführung. Der von der PTB prototypisch entwickelte DCC beruht auf dem Austauschformat XML und ist damit sowohl zukunftssicher maschinenlesbar als auch maschineninterpretierbar. Darüber hinaus sind alle Anforderungen der DIN ISO 17025 [DIN EN ISO/IEC 17025:2018-03, Allgemeine Anforderungen an die Kompetenz von Prüf- und Kalibrierlaboratorien (ISO/IEC_17025:2017); Deutsche und Englische Fassung EN_ISO/IEC_17025:2017, Beuth Verlag GmbH [Online]. Verfügbar unter: https://www.beuth.de/de/-/-/278030106 [Zugegriffen: Sept. 24, 2021].] berücksichtigt. Für die Darstellung von Messwerten wurde im Projekt SmartCom ein auf den SI-Einheiten basiertes Datenmodell entworfen und ein prototypisches XML-Datenaustauschformat entwickelt. Dieses als D-SI (digitales SI [D. Hutzschenreuter u.a., SmartCom Digital-SI (D-SI) XML Exchange Format for Metrological Data Version 2.0.0, 2021 [Online]. Verfügbar unter: https://zenodo.org/record/4709001 [Zugegriffen: Mär. 10, 2022].]) bezeichnete Format bildet unter anderem die Grundlage für die Angabe von Messdaten im DCC. Darüber hinaus ist es nutzbar für jeglichen anderen Austausch metrologischer Informationen. Alle Angaben einschließlich numerischer Kalibrierkurven können aus dem DCC heraus direkt und automatisiert in digitale Prozesse übernommen werden. Kryptografische Signaturen als Sicherungsverfahren sorgen für die Integrität und Authentizität eines DCC. Alle Konzepte wurden mit Partnern in Europa und der Welt diskutiert, abgestimmt und werden weiterentwickelt.
该数据是英国DCC的数字校准原型的摘要。数字卡利证书”在2017年已经出现在创伤后综合症(S)。请注意见以下内容:lis阿萨德•空儿. aarw . eu .de standard resoureu showtime 107795 . 2017403[补充:公元2,2019]。] .出版此计划基于2016年由psb发起的欧洲研究计划(17IND02)。详情请见liscn / www.yorrbell智能机/[提示:2023年2月15日]。欧洲国家地铁局网络协会该文件在不同的阶段供应。]和自2017年的组成部分的Digitalisierungskonzepts PTB .DCC在世界范围内提供对任何校准物的唯一证件和记忆，其作用不只是证明节拍还原节奏。年轻的psb原型DCC基于替换格式XML，是未来可以读取、可模拟运算的。此外，必须符合标准ISO/IEC /IEC 1925 (DIN n /IEC /IEC /IEC和校准实验室(ISO/ iec_ 1925:2017)的所有要求。德外国译本可访问:liscn .de/de/和278030106[可用:2021年]。考虑到].为了显示数值，智能通信软件开发了基于西单位的数据模型，并绘制了典型的xml数据交换格式。这是与文本相关的D。硬盘数据在DCC的随机随机随机挑选表的基础上。其他各种节拍信息可以用于交换节奏所有数据，包括数字校准版本，都可从DCC直接转换为数字处理。密码标记是安全起见，保证了DCC的完整性和真实性。所有问题都已经和欧洲和世界的合作伙伴讨论、协调和发展。
{"title":"Maschinenlesbares und maschineninterpretierbares digitales Kalibrierzertifikat (DCC) und sein Einsatz in der Praxis","authors":"Siegfried Hackel, Shanna Schönhals, Thomas Krah, Lutz Doering","doi":"10.1515/teme-2022-0117","DOIUrl":"https://doi.org/10.1515/teme-2022-0117","url":null,"abstract":"Zusammenfassung Der Prototyp eines maschinenlesbaren und maschineninterpretierbaren Digitalen Kalibrierscheins (DCC, engl. Digital Calibration Certificate) wurde bereits im Jahr 2017 in den PTB-Mitteilungen [S. Hackel, F. Härtig, J. Hornig, und T. Wiedenhöfer, The Digital Calibration Certificate, PTB-Mitteilungen, vol. 127, Bd. 4, S. 7, 2017 [Online]. Verfügbar unter: https://oar.ptb.de/resources/show/10.7795/310.20170403 [Zugegriffen: Jul. 2, 2019].] veröffentlicht. Die Idee basiert auf dem im Jahr 2016 von der PTB skizzierten europäischen Forschungsvorhaben SmartCom (17IND02) [,,Welcome to SmartCom”, 2021 [Online]. Verfügbar unter: https://www.ptb.de/empir2018/smartcom/project/ [Zugegriffen: Februar. 15, 2023]; EURAMET-European Association of National Metrology Institutes, ,,Communication and validation of smart data in IoT-networks”, EURAMET, 2023 [Online]. Verfügbar unter: https://www.euramet.org/research-innovation/search-research-projects/details/project/communication-and-validation-of-smart-data-in-iot- networks [Zugegriffen: Februar. 15, 2023.] und ist seit dem Jahr 2017 integraler Bestandteil des Digitalisierungskonzepts der PTB. Der DCC bietet die weltweit eindeutige Identifikation und Speicherung der Eigenschaften eines beliebigen Kalibriergegenstandes und leistet damit mehr als den reinen Nachweis der metrologischen Rückführung. Der von der PTB prototypisch entwickelte DCC beruht auf dem Austauschformat XML und ist damit sowohl zukunftssicher maschinenlesbar als auch maschineninterpretierbar. Darüber hinaus sind alle Anforderungen der DIN ISO 17025 [DIN EN ISO/IEC 17025:2018-03, Allgemeine Anforderungen an die Kompetenz von Prüf- und Kalibrierlaboratorien (ISO/IEC_17025:2017); Deutsche und Englische Fassung EN_ISO/IEC_17025:2017, Beuth Verlag GmbH [Online]. Verfügbar unter: https://www.beuth.de/de/-/-/278030106 [Zugegriffen: Sept. 24, 2021].] berücksichtigt. Für die Darstellung von Messwerten wurde im Projekt SmartCom ein auf den SI-Einheiten basiertes Datenmodell entworfen und ein prototypisches XML-Datenaustauschformat entwickelt. Dieses als D-SI (digitales SI [D. Hutzschenreuter u.a., SmartCom Digital-SI (D-SI) XML Exchange Format for Metrological Data Version 2.0.0, 2021 [Online]. Verfügbar unter: https://zenodo.org/record/4709001 [Zugegriffen: Mär. 10, 2022].]) bezeichnete Format bildet unter anderem die Grundlage für die Angabe von Messdaten im DCC. Darüber hinaus ist es nutzbar für jeglichen anderen Austausch metrologischer Informationen. Alle Angaben einschließlich numerischer Kalibrierkurven können aus dem DCC heraus direkt und automatisiert in digitale Prozesse übernommen werden. Kryptografische Signaturen als Sicherungsverfahren sorgen für die Integrität und Authentizität eines DCC. Alle Konzepte wurden mit Partnern in Europa und der Welt diskutiert, abgestimmt und werden weiterentwickelt.","PeriodicalId":56086,"journal":{"name":"Tm-Technisches Messen","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2023-03-02","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"75374249","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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