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Erstellt: Mon, 19 Feb 2018 06:51:56 +0100 in 0.0359 sec


Hernández, Daniel; Marangoni, Rafael; Schleichert, Jan; Karcher, Christian; Fröhlich, Thomas; Wondrak, Thomas
Numerical and experimental study on vorticity measurement in liquid metal using local Lorentz force velocimetry. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 29 (2018), 3, S. 035301, insges. 13 S.

Local Lorentz force velocimetry (local LFV) is a contactless velocity measurement technique for liquid metals. Due to the relative movement between an electrically conductive fluid and a static applied magnetic field, eddy currents and a flow-braking Lorentz force are generated inside the metal melt. This force is proportional to the flow rate or to the local velocity, depending on the volume subset of the flow spanned by the magnetic field. By using small-size magnets, a localized magnetic field distribution is achieved allowing a local velocity assessment in the region adjacent to the wall. In the present study, we describe a numerical model of our experiments at a continuous caster model where the working fluid is GaInSn in eutectic composition. Our main goal is to demonstrate that this electromagnetic technique can be applied to measure vorticity distributions, i.e. to resolve velocity gradients as well. Our results show that by using a cross-shaped magnet system, the magnitude of the torque perpendicular to the surface of the mold significantly increases improving its measurement in a liquid metal flow. According to our numerical model, this torque correlates with the vorticity of the velocity in this direction. Before validating our numerical predictions, an electromagnetic dry calibration of the measurement system composed of a multicomponent force and torque sensor and a cross-shaped magnet was done using a rotating disk made of aluminum. The sensor is able to measure simultaneously all three components of force and torque, respectively. This calibration step cannot be avoided and it is used for an accurate definition of the center of the magnet with respect to the sensor's coordinate system for torque measurements. Finally, we present the results of the experiments at the mini-LIMMCAST facility showing a good agreement with the numerical model.


https://doi.org/10.1088/1361-6501/aa9f85
Uber, Carsten; Shekhar, Rajiv; Essmann, Stefan; Gerlach, Udo; Augustin, Silke; Fröhlich, Thomas
Methoden der Temperaturbestimmung von elektrischen Entladungen bei Öffnungs-Kontaktvorgängen in zündfähigen Gasen. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 85 (2018), 1, S. 56-64
https://doi.org/10.1515/teme-2017-0082
Schüler, Ralf; Mammen, Helge; Mengs, Enrico; Schalles, Marc; Fröhlich, Thomas
Schnelle Lufttemperaturfühler zur Anwendung in der Präzisionsmesstechnik und Maschinenkalibrierung. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 85 (2018), 1, S. 70-75
https://doi.org/10.1515/teme-2017-0103
Meyer, Christoph
Analyse, Konzeption und Einführung eines standardisierten Verfahrens zur Ermittlung von Messunsicherheiten im Qualitätssicherungsprozess der Kalibriertechnik. - Ilmenau. - 63 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2018

Messunsicherheiten sind essentiell für die Bewertung von Messergebnissen und nehmen durch die steigende Anzahl von Sensoren im Fahrzeug und der damit verbundenen umfassenden Auswertung von Messwerten, sowie durch kleiner werdende Toleranzen in der Entwicklung und Zertifizierung einen stetig wachsenden Stellwert in der Fahrzeugentwicklung ein. Diese Bachelorarbeit befasst sich mit der Analyse, Konzeption und Einführung eines standardisierten Verfahrens zur Bestimmung von Messunsicherheiten in der Kalibriertechnik. Betrachtet wurden Kalibrieranlagen als Untermodell für die Messunsicherheitsanalyse bei Kalibrierungen. Für die Umsetzung wurden die derzeitigen Verfahren in der Kalibriertechnik analysiert und darauf basierend eine Konzept entwickelt, dass die Problematiken der bestehenden Verfahren optimieren soll. Ziel war es einen einheitlichen Grundwissensstand der Bearbeiter im Bezug auf die Messunsicherheitsbestimmung und eine harmonisierte Dokumentation zu gewährleisten. Dies wurde durch einen schriftlichen Leitfaden realisiert, der das Verfahren der Messunsicherheitsbestimmung spezifisch für die Kalibriertechnik erläutert. Zudem wurde eine Excel-Vorlage zur automatisierten Auswertung und Erstellung der Dokumentation der Messunsicherheit entwickelt. Das standardisierte Verfahren wurde an zwei Kalibrieranlagen validiert und die Erkenntnisse über das Verfahren kritisch beleuchtet. Ein Ausblick mit Verbesserungen und dem weiteren Vorgehen zur offiziellen Einführung im Qualitätssicherungsprozess wurde abschließend gegeben.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/1012113973meyer.txt
Feldmann, Markus
Parameterstudie zum Schließverhalten eines Rückschlagventils in einem integrierten hydraulischen Bremssystem für den Einsatz im PKW. - Ilmenau. - 99 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2018

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der tribologischen Untersuchung des Rückschlagventils, das im integrierten Bremssystem eingesetzt wird. Es sollen die Reibverhältnisse im Ventil und der Einfluss der Ventilsitzoberfläche auf den Schließvorgang untersucht werden. Damit Reibung nicht das Schließen des Ventils behindert, wird der Ventilsitz gegenwärtig in einem aufwändigen Prozess oberflächenbehandelt. Im ersten Schritt wird ein tribologisches Modell entwickelt, das den vorliegenden Zustand repräsentiert. Unter Zuhilfenahme des Modells werden der zulässige Reibwert bestimmt und die Einflussgrößen aufgezeigt. Anschließend werden Ansätze zur Berechnung des vorhandenen Reibwertes dargestellt. Im experimentellen Teil wird der Einfluss des Fertigungsverfahrens auf den Gleitreibwert bestimmt. Untersuchte Verfahren sind zwei Drehprozesse mit unterschiedlichen Parametern, Diamantglätten und Polieren. Der Probenkörper mit der diamantgeglätteten Oberfläche weist den geringsten Reibwert auf, der im Fall von Korrosion signifikant erhöht wird. Außerdem kann mit den Versuchen der Verschleiß am Dichtelement ermittelt werden, der ein Maß für die entstehende Leckage darstellt. Die Dichtheitsanforderungen im Ventil werden trotz der verschleißbedingten Leckage noch erfüllt. Diese Abschlussarbeitet bildet mit den erarbeiteten Grundlagen und Messergebnissen die Basis für kommende Untersuchungen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/1011617722feldm.txt
Meß, Torsten; Ullmann, Vinzenz; Manske, Eberhard
Ganzheitliche Erfassung von Gewinden als Antwort auf gesteigerte Messunsicherheitsanforderungen. - In: Messunsicherheit praxisgerecht bestimmen und Prüfprozesse in der industriellen Praxis / VDI-Fachtagung Messunsicherheit praxisgerecht bestimmen ; 8 (Erfurt) : 2017.11.15-16. - Düsseldorf : VDI Verlag GmbH, ISBN 978-3-18-092319-2, (2017), S. 207-216

Marin, Sebstian; Fröhlich, Thomas
Vergleich von FEM-Simulations- und Messergebnissen unter Berücksichtigung ihrer Unsicherheiten - am praktischen Beispiel des Modells einer Fixpunktzelle zur Kalibrierung von Berührungsthermometern. - In: Messunsicherheit praxisgerecht bestimmen und Prüfprozesse in der industriellen Praxis / VDI-Fachtagung Messunsicherheit praxisgerecht bestimmen ; 8 (Erfurt) : 2017.11.15-16. - Düsseldorf : VDI Verlag GmbH, ISBN 978-3-18-092319-2, (2017), S. 123-138

Eine praktische Durchführung, realisiert mit kommerzieller Software, zur Ermittlung der Unsicherheit einer numerischen thermischen Simulation mit FEM wird in diesem Beitrag vorgestellt. Hintergrund davon ist die Prognosefähigkeit dieses FEM-Modells anhand seiner Validierung mit Messungen unter Berücksichtigung ihrer Reproduzierbarkeiten zu Berechnen und daraus die Güte oder Wahrscheinlichkeit der Übereinstimmung von Mess- und Simulationsergebnissen unter Berücksichtigung ihrer Unsicherheiten in drei unterschiedlichen Szenarien zu finden, mit unbekannten Messergebnissen, mit bekannten Messergebnissen und nicht vollständig bekannten Randbedingungen und mit bekannte sowohl Messergebnissen als auch Randbedingungen. Der Vergleich der Ergebnisse wird mit einer Erweiterung der Area-Metrik Methode gemacht.


Hollandt, Jörg; Rudtsch, Steffen; Fröhlich, Thomas
Special issue: Fachtagung Temperatur 2017 in Berlin. - Berlin : De Gruyter Oldenbourg. - (Technisches Messen)
Kühnel, Michael; Fröhlich, Thomas
Neues miniaturisiertes und monolithisches Tiltmeter mit Nanorad Auflösung. - In: 77. Jahrestagung der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft77. Jahrestagung der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft : 27.-30. März 2017 in Potsdam. - Potsdam : Universität / Jahrestagung der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft ; 77 (Potsdam) : 2017.03.27-30. : 27.-30. März 2017 in Potsdam. - Potsdam : Universität, (2017), S1.1-001, Seite 148-149

Das Ziel der vorgestellten Arbeiten ist die Entwicklung eines temperatur- und langzeitstabilen, einfach zu handhabenden und zu niedrigen Kosten herstellbaren Tiltmeters mit der Auflösung von 1 nrad. Neigungsmessungen mit Nanorad Auflösung sind in der Geophysik weit verbreitet. Sie sind aber auch in anderen Bereichen von Wissenschaft und Technik wie der hochpräzisen Kraftmess- und Wägetechnik von Bedeutung. In den vergangen Jahren wurden an der TU Ilmenau Tiltmeter mit Nanorad Auflösung entwickelt. Diese Tiltmeter basierten auf der Messung von neigungsbedingten Querkräften, die auf hängend gelagerte Präzisionswägezellen wirken. Der Vorteil dieses Messprinzips sind der sehr große Messbereich von ± 9 mrad (± 0,5&ring;) und die sehr gute Linearität. Der Nachteil ist die vergleichsweise große Komplexität der Mechanik, das hohe Eigengewicht und die hohen Herstellkosten. Aus diesem Grund wurde ein vereinfachtes Tiltmeter entwickelt, welches nur aus zwei Bauteilen besteht: einer monolithischen Pendelmechanik und einem optischen Wegsensor. Die monolithische Pendelmechanik ist durch ein Festkörpergelenk realisiert. Das Kerbgelenk besitzt eine minimale Dicke von 50 [my]m womit sich eine Drehfedersteifigkeit des Gelenks von ct = 7 &hahog; 10-3 Nm/rad ergibt. Mit dem optischen Wegsensor wird eine Standardabweichung der Wegmessung von ˜ 50 pm bei einer Messfrequenz von 10 Hz erreicht. Die Pendellänge beträgt 0,1 m, die Masse des Pendels ˜ 60 g. Damit kann eine theoretische Standardabweichung der Neigungsmessung von ˜ 0,6 nrad bei 10 Hz Messfrequenz erreicht werden. Durch die natürlich vorhandenen Neigungen und Querbeschleunigungen ist diese Standardabweichung mit dem Tiltmeter nicht erreichbar. Am Aufstellort an der TU Ilmenau wurde eine Standardabweichung bei 0,1 s Integrationszeit von ca. 11 nrad erreicht. Diese konnte bei Integrationszeiten von > 30 s auf < 1,5 nrad reduziert werden. Der Messbereich des neuen monolithischen Tiltmeters beträgt ˜ ± 2 mrad. Weitere Messungen, insbesondere der Langzeitstabilität sind geplant und werden unter anderem in Moxa durchgeführt werden.


Kühnel, Michael; Fröhlich, Thomas; Popadic, Radovan; Brand, Uwe
National comparison of spring constant measurements of atomic force microscope cantilevers. - In: Measurement facing new challenges / IMEKO TC3 International Conference on Measurement of Force, Mass and Torque ; 23 (Helsinki) : 2017.05.30-06.01. - Red Hook, NY : Curran Associates, Inc., ISBN 978-1-5108-4471-1, (2017), S. 222-227

This paper illustrates a comparison of spring constant measurements between Technische Universität Ilmenau (TU Ilmenau) and Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB). For the traceable comparison, an atomic force microscope (AFM) cantilever with a nominal stiffness of 40 N/m was chosen as the transfer artefact. The determined spring constants differ less than 1 %. The measurement uncertainty was ≤ 4 % (k = 2) and hence conforms to the state of the art of AFM cantilever spring constant measurements. The main uncertainty contribution is due to the cantilever itself (simple bending beam) rather than to the measurement of force and deformation.