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A Survey of Channel Measurements and Models for Current and Future Railway Communication Systems
(2016)
The Paper presents the design and development of a blended learning concept for an engineering course in the field of color representation and display technologies. A suitable learning environment is crucial for the success of the teaching scenario. A mixture of theoretical lectures and hands-on activities with practical applications and experiments, combined with the advantages of modern digital media is the main topic of the paper. Blended learning describes the didactical change of attendance periods and online periods. The e-learning environment for the online period is designed toward an easy access and interaction. Present digital media extends the established teaching scenarios and enables the presentation of videos, animations and augmented reality (AR). Visualizations are effective tools to impart learning contents with lasting effect. The preparation and evaluation of the theoretical lectures and the hands-on activities are stimulated and affects positively the attendance periods. The tasks and experiments require the students to work independently and to develop individual solution strategies. This engages and motivates the students, deepens the knowledge. The authors will present their experience with the implemented blended learning scenario in this field of optics and photonics. All aspects of the learning environment will be introduced.
Das Fraunhofer ISE hat im Rahmen dieses Projektes die hauseigene Wasserstoff-Tankstelle um einen zweiten Hochdruckspeicher, einen zweiten Mitteldruckverdichter, zwei Mengenmesser und eine Elektrolyse-Leistungssteuerung erweitert und die Lüftung im Betriebsmittelraum verändert. Zudem wurde die im Projekt vom Partner Sick entwickelte Gasanalytik in die Tankstelle und die vom Partner Sick entwickelte Mengenmessung in einen 200kW Elektrolyse-Teststand integriert.
Damit wurde die Betankungskapazität pro Fahrzeug und insgesamt verbessert, die Zuverlässigkeit der Tankstelle erhöht und die Infrastruktur geschaffen, um Langzeituntersuchungen von Gasverunreinigungen, Elektrolyse-Degradation und Wasserstoff-Verlusten an der Tankstelle durchzuführen, sowie einen Feldtest für die entwickelten Komponenten des Partners Sick durchzuführen. Alle Nachrüstungen waren erfolgreich - die Lüftungsanpassung zur Verbesserung der Vorkühlungszuverlässigkeit und Lebensdauer erfüllte jedoch bis zum Projektende nicht die Erwartungen. Bei Messungen mit und für die Hochschule Offenburg wurden zudem mit sehr geringem Mehraufwand Messdaten bezüglich Genauigkeit des vorhanden Coriolismesser erhoben und verwertet.
Ein bisher ungelöstes Problem für die kommerzielle Nutzung von Wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen ist die eichfähige Mengenmessung bei der Betankung. Bisher auf dem Markt befindliche Durchflussmesser für Wasserstofftankstellen arbeiten nach dem Coriolis-Prinzip und erreichen nicht die geforderten Messunsicherheiten.
Ziel des Arbeitspakets der Hochschule Offenburg ist die Entwicklung eines neuen Ansatzes zur eichfähigen Mengenmessung. Notwendige Bedingung für die Eichfähigkeit ist zum einen eine ausreichende Messrichtigkeit, zum anderen muss Messbeständigkeit sichergestellt werden. Hierzu gehören beispielsweise Manipulationssicherheit, Elektromagnetische Verträglichkeit und Sensorbeständigkeit. Aufgrund der geforderten Manipulationssicherheit kommen Messmethoden wie bspw. das Wiegen der Fahrzeuge oder Tanksysteme nicht infrage, da diese vom Verbraucher beeinflusst werden können. Deshalb soll ein Durchflussmesser basierend auf dem Düsenmessverfahren entwickelt werden.
Im Rahmen des Projektes wurden zunächst die Rahmenbedingungen bei Wasserstoffbetankungsvorgängen nach der Norm SAE J2601 erarbeitet. Basierend darauf wurde ein dynamisches Simulationsmodell entwickelt, welches die Berechnung der zeitlich veränderlichen Massen- und Volumenströme während der Betankung ermöglicht. Diese dienen als Grundlage für die Auslegung der Düsengeometrie sowie der benötigten Temperatur- und Druckmesstechnik. Parallel zu dem Durchflussmessgerät wurde ein gravimetrischer Teststand entwickelt, welcher es ermöglicht, die Messgenauigkeit der Düse zu untersuchen. Der Teststand ist mit einem Wasserstofftank ausgestattet, welcher während Betankungsversuchen befüllt werden kann um realistische Strömungsbedingungen zu erreichen.
Während den anschließenden Versuchen an der Wasserstofftankstelle des Fraunhofer ISE in Freiburg konnte gezeigt werden, dass die Messdüse sowie der Teststand funktionieren und das Düsenmessverfahren ein geeignetes Verfahren für Durchflussmessungen an Wasserstofftankstellen darstellt. Es konnten Messunsicherheiten im Bereich der Eichfähigkeit (um 1 %) erreicht werden.
Die SICK AG beteiligt sich im Projekt Wasserstoffinfrastruktur Freiburg mit der eigen entwickelten Gasanalytik und Durchflussmesstechnik. Die Grundlagenuntersuchungen im Laufe des Projektes dienten dazu die industrielle Eignung der eingesetzten Messtechnik festzustellen sowie Erkenntnisse für eine spätere Weiterentwicklung von eichfähigen Ultraschall- H2 Gaszählern zu ermitteln.
Langzeit-EKG-Scripte
(2016)
There is increasing evidence of central hyperexcitability in chronic whiplash-associated disorders (cWAD). However, little is known about how an apparently simple cervical spine injury can induce changes in cerebral processes. The present study was designed (1) to validate previous results showing alterations of regional cerebral blood flow (rCBF) in cWAD, (2) to test if central hyperexcitability reflects changes in rCBF upon non-painful stimulation of the neck, and (3) to verify our hypothesis that the missing link in understanding the underlying pathophysiology could be the close interaction between the neck and midbrain structures. For this purpose, alterations of rCBF were explored in a case-control study using H215O positron emission tomography, where each group was exposed to four different conditions, including rest and different levels of non-painful electrical stimulation of the neck. rCBF was found to be elevated in patients with cWAD in the posterior cingulate and precuneus, and decreased in the superior temporal, parahippocampal, and inferior frontal gyri, the thalamus and the insular cortex when compared with rCBF in healthy controls. No differences in rCBF were observed between different levels of electrical stimulation. The alterations in regions directly involved with pain perception and interoceptive processing indicate that cWAD symptoms might be the consequence of a mismatch during the integration of information in brain regions involved in pain processing.
IPv6 over LoRaWAN™
(2016)
Although short-range wireless communication explicitly targets local and regional applications, range continues to be a highly important issue. The range directly depends on the so-called link budget, which can be increased by the choice of modulation and coding schemes. The recent transceiver generation in particular comes with extensive and flexible support for software-defined radio (SDR). The SX127× family from Semtech Corp. is a member of this device class and promises significant benefits for range, robust performance, and battery lifetime compared to competing technologies. This contribution gives a short overview of the technologies to support Long Range (LoRa™) and the corresponding Layer 2 protocol (LoRaWAN™). It particularly describes the possibility to combine the Internet Protocol, i.e. IPv6, into LoRaWAN™, so that it can be directly integrated into a full-fledged Internet of Things (IoT). The proposed solution, which we name 6LoRaWAN, has been implemented and tested; results of the experiments are also shown in this paper.
Battery degradation is a complex physicochemical process that strongly depends on operating conditions and environment. We present a model-based analysis of lithium-ion battery degradation in smart microgrids, in particular, a single-family house and an office tract with photovoltaics generator. We use a multi-scale multi-physics model of a graphite/lithium iron phosphate (LiFePO4, LFP) cell including SEI formation as ageing mechanism. The cell-level model is dynamically coupled to a system-level model consisting of photovoltaics, inverter, power consumption profiles, grid interaction, and energy management system, fed with historic weather data. The behavior of the cell in terms of degradation propensity, performance, state of charge and other internal states is predicted over an annual operation cycle. As result, we have identified a peak in degradation rate during the battery charging process, caused by charging overpotentials. Ageing strongly depends on the load situation, where the predicted annual capacity fade is 1.9 % for the single-family house and only 1.3 % for the office tract.
MonteVideo Soundscapes
(2016)