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- Fakultät Medien und Informationswesen (M+I) (bis 21.04.2021) (61)
- Fakultät Maschinenbau und Verfahrenstechnik (M+V) (46)
- Fakultät Wirtschaft (W) (24)
- INES - Institut für nachhaltige Energiesysteme (16)
- ivESK - Institut für verlässliche Embedded Systems und Kommunikationselektronik (6)
- IUAS - Institute for Unmanned Aerial Systems (4)
- Zentrale Einrichtungen (4)
- Rektorat/Verwaltung (3)
- POIM - Peter Osypka Institute of Medical Engineering (2)
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In anisotropic media, the existence of leaky surface acoustic waves is a well-known phenomenon. Very recently, their analogs at the apex of an elastic silicon wedge have been found in experiments using laser-ultrasonics. In addition to a wedge-wave (WW) pulse with low speed, a pseudo-wedge wave (p-WW) pulse was found with a velocity higher than the velocity of shear bulk waves, propagating in the same direction. With a probe-beam-deflection technique, the propagation of the WW pulses was monitored on one of the faces of the wedge at variable distance from the apex. In this way, their depth structure and the leakage of the p-WW could be visualized directly. Calculations were carried out using a method based on a representation of the displacement field in Laguerre functions. This method has been validated by calculating the surface density of states in anisotropic media and comparing the results with those obtained from the surface Green's tensor. The approach has then been extended to the continuum of acoustic modes in infinite wedges with fixed wave-vector along the apex. These calculations confirmed the measured speeds of the WW and p-WW pulses.
Weg- und Winkelsensoren
(2014)
Weg- und Winkelaufnehmer werden überall dort benötigt wo veränderliche Positionen, (Abstände, Längen oder Winkel) erfasst werden müssen, um entweder als reiner Messwert ausgegeben zu werden oder in einem Regelkreis zumeist die Regelgröße als Messwert zur Verfügung zu stellen. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen berührenden (tastenden) und berührungslosen Aufnehmern. Zu den berührenden Sensoren zählen dabei alle Aufnehmer, die ein spezielles Messobjekt als Weg- oder Winkelvermittler benötigen, das während der Messung fest mit dem eigentlichen Messobjekt verbunden ist. Diese Bezeichnung gilt auch dann, wenn die eigentliche Messung gegen das vermittelnde Objekt im Endeffekt berührungslos erfolgt. Berührungslose Weg- und Winkelaufnehmer können ohne einen solchen Vermittler direkt gegen das zu vermessende Objekt messen.
The invention relates to a device for metalising substrates. In particular, the invention relates to the field of contact elements used to electroplate solar cells within the context of a wet-chemical continuous treatment system. A wet-chemical treatment system according to the invention, for electrochemically coating flat substrates (1) with coating material, has a tank for accommodating an electrolyte, transporting means, by means of which the flat substrates (1) can be transported through the electrolyte horizontally, and at least one contact element (2), which comprises a shaft (4) having an axis of rotation (5) and a cylindrical circumferential surface suitable for rolling on the substrate (1), wherein the circumferential surface comprises at least one electrically insulating segment (3B) and at least one electrically conductive segment (3A), which can be connected to a current source (6) in such a way that the polarity can be reversed, wherein the axis of rotation (5) of the contact element (2) is positioned above the surface of the electrolyte, and wherein the contact element (2) is designed as a consumable electrode.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Metallisieren von Substraten. Insbesondere betrifft die Erfindung das Gebiet der zur Galvanisierung von Solarzellen verwendeten Kontaktelemente im Rahmen einer nasschemischen Durchlauf-Behandlungsanlage. Eine erfindungsgemäße nasschemische Behandlungsanlage zum elektrochemischen Beschichten von flachen Substraten (1) mit Beschichtungsmaterial hat ein Becken zur Aufnahme eines Elektrolyten, sowie Transportmittel, mit welchen die flachen Substrate (1) horizontal durch den Elektrolyten transportierbar sind, und mindestens ein Kontaktelement (2), welches eine Welle (4) mit Drehachse (5) und eine zum Abrollen auf dem Substrat (1) geeignete zylindrische Umfangsfläche aufweist, wobei die Umfangsfläche mindestens ein elektrisch isoliertes Segment (3B) und mindestens ein elektrisch leitendes Segment (3A) umfasst, das mit einer Stromquelle (6) umpolbar verbindbar ist, wobei die Drehachse (5) des Kontaktelements (2) oberhalb der Oberfläche des Elektrolyten positioniert ist.
Die Erfindung betrifft das Gebiet des Transports flacher Substrate wie beispielsweise Siliziumsubstrate. Insbesondere betrifft die Erfindung den besonders schonenden und kontinuierlichen Transport solcher Substrate. Das erfindungsgemäße Verfahren dient dem Transport eines vertikal ausgerichteten flachen Substrats (1) in eine Transportrichtung innerhalb eines mit einem flüssigen Medium (F) gefüllten Transportkanals (2), wobei das flüssige Medium (F) gegen mindestens eine der Flachseiten des Substrats (1) strömt und eine die Summe aus Gewichts- und Auftriebskraft des Substrats (1) aufhebende Tragekomponente, sowie eine in Transportrichtung gerichtete Vorschubkomponente aufweist, so dass das Substrat (1) ohne mechanische Hilfsmittel getragen und transportiert wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen Transportkanal (2) zur Aufnahme eines flüssiges Mediums (F) sowie eines innerhalb dieses Mediums (F) in vertikaler Ausrichtung zu führenden Substrats (1), wobei der Transportkanal (2) in seinem Wandbereich (3, 4) Einströmöffnungen (5) aufweist.
Die Erfindung betrifft das Gebiet des Transports flacher Substrate wie beispielsweise Siliziumsubstrate. Insbesondere betrifft die Erfindung den besonders schonenden und kontinuierlichen Transport solcher Substrate. Das erfindungsgemäße Verfahren dient dem Transport eines vertikal ausgerichteten flachen Substrats (1) in eine Transportrichtung innerhalb eines mit einem flüssigen Medium (F) gefüllten Transportkanals (2), wobei das flüssige Medium (F) gegen mindestens eine der Flachseiten des Substrats (1) strömt und eine die Summe aus Gewichts- und Auftriebskraft des Substrats (1) aufhebende Tragekomponente, sowie eine in Transportrichtung gerichtete Vorschubkomponente aufweist, so dass das Substrat (1) ohne mechanische Hilfsmittel getragen und transportiert wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen Transportkanal (2) zur Aufnahme eines flüssiges Mediums (F) sowie eines innerhalb dieses Mediums (F) in vertikaler Ausrichtung zu führenden Substrats (1), wobei der Transportkanal (2) in seinem Wandbereich (3, 4) Einströmöffnungen (5) aufweist.
Die Forschungseinrichtungen in Baden-Württemberg haben im Verbundvorhabens geothermisch relevante Daten bearbeitet, um die komplex gekoppelten Prozesse im Untergrund transdisziplinär zu untersuchen, als Grundlage für die mit der effektiven und sicheren Nutzung der Geothermie verbundenen Fragestellungen. Das Vorhaben war in Arbeitspakete mit folgenden Zielen gegliedert:
− Prognosetool für geothermale Fluide in Aquiferen des Rheingrabes und seiner Randgebiete. Dieser Forschungsteil zielt darauf ab, zuverlässige Prognosen der zu erwartenden Wasserchemie vor dem Abteufen der ersten Bohrung eines Geothermievorhabens zu gewinnen und das Potential für Scaling und Korrosion der Tiefenwässer zu prognostizieren.
− Definition eines wissenschaftlichen Begleitprogramms mit seismischem Monitoring für die Geothermiebohrung Pfullendorf.Das Monitoring hätte beitragen sollen zur Minimierung der seismischen Gefährdung, Optimierung der Doublettenauslegung und Verbesserung in der Erfassung der Reservoireigenschaften. Dieser Projektteil ist bereits abgeschlossen.
− Erstellung einer Detektionsschwelle kritischer Seismizität aus der Analyse der natürlichen Magnituden-Häufigkeitsbeziehung für Baden-Württemberg. Im Vorhaben wird die Erfassungsschwelle der seismischen Netze für Baden-Württemberg detailliert untersucht, um das Auftreten von induzierten seismischen Ereignissen in der Nähe von geothermischen Kraftwerken von natürlicher Seismizität zu diskriminieren.
− Untersuchung der Bedeutung sulfathaltiger Gesteine für Schadensfälle in Baden Württemberg und Planung von Demonstrationsprojekten. Ziel ist die qualitative und quantitative Untersuchung bestehender Schadensfälle durch Erdwärmesonden in Baden-Württemberg basierend auf der 2011 vom Umweltministerium vorgelegten Studie zu Schadensfällen.
− Forschungsdatenbank für geothermische Basisdaten in Baden-Württemberg. In dem Pilotprojekt soll die geeignete Datenstruktur für multivariate Daten entwickelt und in ein Informationssystem implementiert werden, um übergreifende Vernetzungen der vielfältigen geowissenschaftlichen Daten geothermischer Projekte in Baden-Württemberg zu ermöglichen.
− Energetisch und exergetisch verbesserte Nutzung von Wärme aus Tiefer Geothermie in Baden-Württemberg. Tiefe geothermische Energie liegt zunächst als Wärme auf einem mittelhohen Temperaturniveau von i. d. R. weniger als 200 °C vor. Dies ist nur dann wirtschaftlich nutzbar, wenn eine genügend hohe Wärmeabnahme nahe genug am Standort der geothermischen Anlage möglich ist. In diesem Arbeitspaket sollen die Möglichkeiten der Effizienzsteigerung systemanalytisch untersucht und als Datenbasis zur Verfügung gestellt werden.
− 3D Geomechanikmodell zur Nutzung des Untergrunds. Auf der Basis eines numerischen 3D-Geomechanikmodells sollen plausible Spannungs- und Deformationswerte zwischen den Lokationen tatsächlicher Messungen des Spannungsfelds in BW als Grundlage für Forschungsarbeiten und Gutachten bereitgestellt werden.
Ein über die Einzelvorhaben hinausgehendes Ziel war, dass die Forschung im Verbundvorhaben die unterschiedlichen Einrichtungen des Landes Baden-Württemberg besser vernetzt, die Forschung regional gestärkt und auf die Themen, die für Baden-Württemberg entscheidend sind, fokussiert wird, um damit wissenschaftlich fundierte Grundlagen für umweltpolitische Entscheidungen geschaffen.
Moderne, intelligente Schraubmontagesysteme sind heutzutage in der Lage, streckgrenzengesteuerte Anziehverfahren für die prozesssichere Verschraubung zur Verfügung zu stellen. Insbesondere im Hochmomentenbereich bis 200.000 Nm ist diese Technologie erst seit kurzem etabliert. Entwicklungsbedarf besteht jedoch, sobald Bauteile im Kraftfluss liegen, die im Lastbereich ein nichtlineares Materialverhalten zeigen, wie zum Beispiel Korrosionsschutz-Lackschichten. Im Bereich der Schraubmontage gibt es nahezu unzählige Einflussfaktoren auf das Erreichen der angestrebten Montagevorspannkraft. Diese sind nicht mit vertretbarem Aufwand vollständig in einem entsprechenden Berechnungs- oder Simulations-Modell zur Auslegung von Schraubenverbindungen abbildbar. Ausserdem hat jede Applikation ihre spezifischen individuellen Eigenheiten. Modelle und Simulationen von Schraubenverbindungen sind daher nur mit eingeschränktem Maße für andere Applikationen wiederverwendbar. Zur Reduzierung von Entwicklungszeiten und Einhaltung der normativen Forderungen sollte zukünftig ein schneller Abgleich der Modelle mit den Daten der gesamten Schraubenverbindung aus realitätsnahen Versuchen angestrebt werden. Normative Forderungen wie beispielsweise die VDI/VDE 2645, welche eine Maschinenfähigkeitsuntersuchung der verwendeten Schraubtechnik zum Schraubfall vom Anwender fordert, zeigen unter anderem die Notwendigkeit auf. Idealerweise finden entsprechende Messungen unter realen Bedingungen statt. Die ermittelten Daten beinhalten nicht nur die Eigenschaftsdaten der Schrauben und die der Plattenbauteile, sondern die des ganzen Systems inkl. aller individuellen Einflussfaktoren bis hin zum Werkzeug selbst. Moderne, intelligente Schraubmontagesysteme können diese Aufgabe erfüllen. Rechtzeitig eingesetzt liefern sie die Daten zur Optimierung von Berechnung, Auslegung sowie Simulation von Schraubenverbindungen und sichern somit den Berechnungsprozess ab. Damit ist es zum einem möglich, bis an die Grenzen des technisch maximal Möglichen zu gehen, zum anderen im Echt-Test Schwachstellen der Auslegung oder Materialfehler bereits vor der Serieneinführung zu erkennen. Dieser Beitrag soll Ihnen vermitteln, dass Sie mit Hilfe intelligenter Schraubmontagesysteme die Berechnung, Auslegung und Simulation von Schraubenverbindungen mit dem Produktions- und Montageprozess abgleichen können, und dies nicht nur über den Anziehfaktor αa - dem sog. "Montage-Unsicherheitsbeiwert". Der konkrete Nutzen liegt in der Erweiterung der bisherigen Auslegung von Schraubenverbindungen mit Lackierungen im Hochmomentenbereich, die von einem breiten Anwenderkreis verwendet werden wird. Damit gelingt es, bereits in der frühen Entwicklungsphase vor Serienfreigabe übermäßige Vorspannkraftverluste zu vermeiden, was für zukünftige optimierte Berechnungen und Konstruktionen sehr wichtig ist.
Die direkte Vermarktung von Strom aus Wind und Sonne stellt einen wichtigen Schritt der Energiewende dar. Einerseits kann durch die Marktintegration die Unabhängigkeit von EEG-Subventionen gelingen. Andererseits wird über diese Mechanismen die Stromerzeugung an der Nachfrage orientiert, wodurch zur Stabilität des Stromnetzes beigetragen wird. Ein Beispiel dafür ist die lokale Vermarktung von PV-Strom in einem Mietshaus. Für deren Umsetzung benötigen die Akteure ein Mess- und Steuerungssystem, dass vor Ort Zähler- und Anlagendaten erfasst und die Abrechnung der Mieter vereinfacht. Außerdem sollte es Kennwerte wie beispielsweise den PV-Anteil berechnen und gegebenenfalls ein Blockheizkraftwerk steuern. Weder die Zählersysteme der Messstellenbetreiber noch die Steuerungssysteme von PV- oder Blockheizkraftwerken erfüllen diese Anforderungen ausreichend. In der Forschung ist man währenddessen bereits einen Schritt weiter und arbeitet an technischen Systemen, die für wesentlich komplexere Energiesystem- und Markttopologien ausgelegt werden. In dieser Arbeit werden die neuen technischen Anforderungen der Direktvermarktung in einem Mietshaus identifiziert und mit dem Stand aktueller Marktprodukte sowie dem System »OpenMUC« aus der Forschung verglichen.
This paper presents the elements and the results from the European research project inCASA (Integrated Network for Completely Assisted Senior Citizen’s Autonomy), which designed and implemented a seamless integration of heterogeneous systems and network protocols for regionally distributed telecare and telehealth applications. The integration includes a multitude of physical interface, the transcoding of data models using embedded middleware, and a backend system with open interfaces. The implementation was verified in field tests in five European countries.
Immer mehr Anwendungen der Heim- und der Gebäudeautomatisierung werden vernetzt, weil damit erweiterte Funktionen ermöglicht oder Kosten gespart werden können. Dabei führt eine Reihe von Aspekten zu einem erhöhten Risiko für diese vernetzten Systeme. Gegenwärtig arbeiten verschiedene Gruppen an Sicherheitslösungen für die vernetzte Heim- und Gebäudeautomatisierung. Der Beitrag gibt einen Überblick über diese Aktivitäten und zeigt die wesentlichen Entwicklungsrichtungen auf.
Efficient, secure and reliable communication is a major precondition for powerful applications in smart metering and smart grid. This especially holds true for the so called primary communication in the Local Metrological Network (LMN) between meter and data collector, as the LMN comes with the most stringent requirements with regard to cost, range, as well as bandwidth and energy efficiency. Until today, LMN field tests are operated all over the world. In these installations, however, energy autarkic systems play a marginal role. This contribution describes the results of the framework 7 (FP 7) WiMBex project (“Remote wireless water meter reading solution based on the EN 13757 standard, providing high autonomy, interoperability and range”). In this project an energy autarkic water meter was developed and tested, which follows the specification of the Wireless M-Bus protocol (EN 13757). The complete system development covers the PCB with the RF transceiver and the microcontroller, the energy converter and storage, and the software with the protocol. This contribution especially concentrates on the design, the development and the verification of the routing protocol. The routing protocol is based on the Q mode of EN13757-5 (Wireless M-Bus) and was extended by an additional energy state related parameter. This extension is orthogonal to the existing protocol and considers both the charge level and the charge characteristics (rate of occurrences, intensity). The software was implemented in NesC under the operating system TinyOS. The system was verified in an automated test bed and in field tests in UK and Ireland.
The services sector is also called “tertiary sector” and has become increasingly important in the last few decades. The process of this occurring structural change is characterized by a significant increase in employment in the services sector. On the other hand, the former economic importance in traditional areas, such as agriculture and forestry, as well as manufacturing, is declining.
To have an overview it is important to look and to analyse the different research studies.
In the last decade, IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks, also known as 6LoWPAN, has well evolved as a primary contender for short range wireless communication and holds the promise of an Internet of Things, which is completely based on the Internet Protocol. In the meantime, various 6LoWPAN implementations are available, be it open source or commercial. One of these implementations, which was developed by the authors' team, was tested on an Automated Physical Testbed for Wireless Systems at the Laboratory Embedded Systems and Communication Electronics of Offenburg University of Applied Sciences, which allows the flexible setup and full control of arbitrary topologies. It also supports time-varying topologies and thus helps to measure performance of the RPL implementation. The results of the measurements show a very good stability and short-term and long-term performance also under dynamic conditions. In addition, it can be proven that the performance predictions from other papers are consistent with real-life implementations.
In dem Maße, in dem sich die industrielle Automatisierung verändert, verändern sich auch die Anforderungen an die Sicherheit. Neben der funktionalen Sicherheit rückt dabei immer mehr die Datensicherheit in den Mittelpunkt. Als „best practice“ bietet es sich an, bewährte Sicherungstechniken aus der IT auch in der industriellen Kommunikation einzusetzen.
Während neue Komponenten für „Short Range Wireless Networks“ längere Zeit eher moderate technische Fortschritte gebracht haben, sind in jüngerer Zeit einige außerordentlich interessante strategische Entwicklungslinien deutlich geworden, die in diesem Beitrag an Hand von konkreten Produktbeispielen vorgestellt werden.
Monitoring of the molecular structure of lubricant oil using a FT-Raman spectrometer prototype
(2014)
The determination of the physical state of the lubricant materials in complex mechanical systems is highly critical from different points of view: operative, economical, environmental, etc. Furthermore, there are several parameters that a lubricant oil must meet for a proper performance inside a machine. The monitoring of these lubricants can represent a serious issue depending on the analytical approach applied. The molecular change of aging lubricant oils have been analyzed using an all-standard-components and self-designed FT-Raman spectrometer. This analytical tool allows the direct and clean study of the vibrational changes in the molecular structure of the oils without having direct contact with the samples and without extracting the sample from the machine in operation. The FT-Raman spectrometer prototype used in the analysis of the oil samples consist of a Michelson interferometer and a self-designed photon counter cooled down on a Peltier element arrangement. The light coupling has been accomplished by using a conventional 62.5/125μm multi-mode fiber coupler. The FT-Raman arrangement has been able to extract high resolution and frequency precise Raman spectra, comparable to those obtained with commercial FT-Raman systems, from the lubricant oil samples analyzed. The spectral information has helped to determine certain molecular changes in the initial phases of wearing of the oil samples. The proposed instrument prototype has no additional complex hardware components or costly software modules. The mechanical and thermal irregularities influencing the FT-Raman spectrometer have been removed mathematically by accurately evaluating the optical path difference of the Michelson interferometer. This has been achieved by producing an additional interference pattern signal with a λ= 632.8 nm helium-neon laser, which differs from the conventional zero-crossing sampling (also known as Connes advantage) commonly used by FT-devices. It enables the FT-Raman system to perform reliable and clean spectral measurements from the analyzed oil samples.
On the possibility to use leaky feeders for positioning in chirp spread spectrum technologies
(2014)
Real Time Localization Systems using electromagnetic waves have significantly evolved during the last years. They also might be used in industrial and in mining environments. Here, topologies might include tunnels, where it might be difficult to ensure the field coverage. Leaky feeder cables are a common solution in case of normal radio communication. In this paper, we study the possibilities to use leaky feeders also for Time-of-Flight based real time localization in such linear topologies, like tunnels, but possibly also for 2D-localization. Theoretical analysis is verified with real-life measurements, which were performed using Chirp Spread Spectrum Technologies.
Non-responder rate in cardiac resynchronization therapy (CRT) could be partly decreased by individualized parameter optimization excluding adverse hemodynamic timing. In heart failure patients with sinus rhythm, an atrial kick enables the completion of atrial contraction and may significantly enhance the ventricular filling. Compared to that, exclusion of atrial kick is a sign of suboptimal atrioventricular timing. However, the recognition of atrial kick by echocardiography will be negatively affected in patients requiring a very short or long AV delays.