Anzahl der Treffer: 359
Erstellt: Sun, 16 May 2021 08:00:08 +0200 in 4.7007 sec


Kux, Florian;
Entwicklung eines Testaufbaus und Implementierung eines Algorithmus zur Auswertung von Distanzmessungen für ein 3D-Weltraum-LIDAR-System basierend auf Single-Photon-Detektion. - Ilmenau. - 60 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2021

Die Firma Jena-Optronik entwickelt ein miniaturisiertes LIDAR-System für Weltraumanwendungen, welches das Annähern und Andocken von Flugkörpern ermöglichen soll. Dabei basiert die Erkennung von abgestrahlten und an Zielobjekten reflektierten Laserpulsen erstmals auf einer Single-Photon-Detektion. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Ziel verfolgt, einen vereinfachten Modellaufbau des LIDAR-Systems zu errichten, der in der Lage ist, Objekte zu detektieren und Distanzmessungen durchzuführen. Mithilfe eines groben Testaufbaus gelang die Aufnahme erster Messdaten. Die Verarbeitung und die Ermittlung von Distanzwerten wurden durch die Entwicklung eines Auswerteprogramms ermöglicht. In der Folge konnten durch weitergehende Messreihen diverse Parameter des Versuchsaufbaus sowie der Messungen untersucht und der Versuch unternommen werden, diese zu optimieren. Dabei ließ sich ein bis dahin unbekannter Effekt feststellen, der die Distanzmessungen des LIDAR-Systems maßgeblich beeinflusste und deshalb weitergehend analysiert wurde. Im Rahmen dieser Versuchsreihen konnte jener Effekt charakterisiert werden und es wurde die Grundlage für auf dieser Arbeit aufbauende Untersuchungen geschaffen. Die finalen Messreihen zeigten schließlich, dass es in dieser Bachelorarbeit erfolgreich gelang, einen Testaufbau des miniaturisierten LIDARs zu errichten und damit verlässliche Detektionen vorzunehmen.



Gödicke, Oliver;
Konzentrationsbestimmung volatiler Anästhetika mittels MEMS-gefertigter Wärmeleitfähigkeitsmesszellen. - Ilmenau. - 64 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2021

Die zentrale Themenstellung der vorliegenden Abschlussarbeit liegt in der Konzentrationsbestimmung gasförmiger Substanzen durch mikromechanisch gefertigte Wärmeleitfähigkeitsmesszellen. Im Kontext der Entwicklung moderner Anästhesiegeräte soll ein neuartiges Messprinzip basierend auf der zuvor genannten Methode umgesetzt und untersucht werden, das die Konzentrationsmessung volatiler Anästhetika anhand deren im Vergleich zu herkömmlichen Trägergasen verschiedenen Wärmeleitfähigkeiten erlaubt. Während in vorangegangenen Untersuchungen die Eignung und Umsetzbarkeit des Messprinzips demonstriert wurde, soll dieses nun für die aktuelle, noch unerprobte Hardware realisiert werden. Dabei werden der grundlegende Messeffekt detailliert in Theorie und Experiment untersucht, sowie einige noch ungeklärte Aspekte beleuchtet. Anschließend gilt es, aus den Messergebnissen einen analytischen Zusammenhang zwischen den zentralen Messgrößen und der Anästhesiegaskonzentration zu generieren. Mit dem somit gewonnenen sensorischen Funktionsmuster kann dessen Genauigkeit sowie die Reproduzierbarkeit der Messung ergründet werden. Einen wesentlichen Bestandteil der Arbeit bildet die anschließende Untersuchung zweier strömungsmechanischer Effekte, die im Kontext der Anästhesiegeräte bedeutsam sind. Anhand des Funktionsmusters können die Auswirkungen dieser Phänomene für die zu entwickelnde Sensorik quantitativ abgeschätzt werden.



Elbrecht, Lukas;
Analyse und Charakterisierung von Membranen zur Druckaufrechterhaltung bei unterbrochener maschineller Beatmung. - Ilmenau. - 79 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2021

Ein wichtiger Parameter bei der modernen maschinellen Beatmung ist der positive endexspiratorische Druck (PEEP), welcher nach einer Exspiration (Ausatmung) in der Lunge vorherrscht und für die Aufrechterhaltung der funktionalen Residualkapazität verantwortlich ist. Wird das Beatmungsgerät vom Patienten diskonnektiert, kann dieser Druck nicht zuverlässig gehalten werden. Aktuelle Vorgehen stellen keine befriedigende Lösung dar. Diese Arbeit zeigt, dass eine mögliche Lösung im Einsatz einer Membran liegt. In einer Voruntersuchung werden verschiedene Typen von Membranen eingeordnet und auf ihre Eignung untersucht. Die Analyse und Charakterisierung erfolgen dabei über die Aufnahme der Druck-Durchfluss-Charakteristika und geometrischen Faktoren. Auf Grundlage der Ergebnisse der Vorversuche und theoretischen Betrachtungen zum Bewegungsverhalten nachgiebiger Strukturen aus Silikon wird einer der Membrantypen zur genaueren Untersuchung ausgewählt. Es erfolgt eine qualitative Betrachtung des pneumatischen Verhaltens der Membranen dieses Typs. Die physikalischen Prinzipien der dazu verwendeten Messgeräte werden in den Grundlagen beschrieben. Mithilfe einer statistischen Versuchsauswertung, deren theoretische Grundlagen anfangs dargelegt werden, wird anschließend der Einfluss von geometrischen Faktoren auf die die Druck-Durchfluss-Charakteristik beschreibenden Zielgrößen durch einen funktionalen Zusammenhang geschätzt. Es erfolgt eine Optimierung zum Erreichen im Vorhinein festgelegter Anforderungen. Die statistische Aussagekraft der Ergebnisse wird bewertet.



Großmann, Max;
Analyse von leistungsabhängigen zeitaufgelösten Photolumineszenz-Messungen mittels gekoppelter Ratengleichungen. - Ilmenau. - 82 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2021

Die Analyse der Ladungsträgerrekombinationsdynamik und die Bestimmung der Lebensdauern der Minoritätsladungsträgern von Halbleitermaterialien durch Photolumineszenz-Messungen ist entscheidend für verschiedenste elektronische und optoelektronischen Anwendungen. Im Allgemeinen wird die Analyse der erhaltenen Messdaten durch Lokalisierungsprozesse im Material verkompliziert. Im Rahmen dieser Arbeit konnte eine Analysemethodik zur Auswertung leistungsabhängiger zeitaufgelöster Photolumineszenz-Messungen mittels gekoppelter Ratengleichungen eingeführt werden, welche den Einfluss lokalisierter Störstellen im Material berücksichtigt. Die Methodik konnte an mehreren Proben getestet werden, wobei die durchgeführten Anpassungen der aufgenommenen Leistungsreihen zufriedenstellende Ergebnisse lieferten. Durch das Modell konnte zudem verdeutlicht werden, dass selbst bei hohen Anregungen einer Probe der Einfluss der lokalisierten flachen Störstellen auf die Photolumineszenz nicht vernachlässigbar ist. Weiterhin konnte das Ratengleichungsmodell durch zwei unabhängige Messungen validiert werden.



Fried, Johannes Christof Martin;
Measuring the voice coil temperature of electrodynamic speakers with the HF method according to Anazawa. - Ilmenau. - 90 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2021

Von modernen Lautsprechern wird erwartet, dass sie klein und leicht sind und dennoch hohe Klangqualität und Pegel liefern. Hohe Pegel können zu einem thermischen Versagen des Lautsprechers führen, was die Verwendung eines thermischen Limiters erforderlich macht. Um den thermischen Sicherheitsspielraum des Limiters zu minimieren und den Schallpegel zu maximieren, muss die Schwingspulentemperatur während der Wiedergabe gemessen werden. Die Schwingspulentemperatur kann durch die Beziehung zwischen Temperatur und Gleichstromwiderstand gemessen werden (etablierte DC-Methode). Die von Gautama und Anazawa eingeführte Hochfrequenz-Methode (HF-Methode) verwendet stattdessen die Beziehung zwischen Temperatur und Impedanz bei einer Ultraschallfrequenz. Dies ermöglicht ein geringeres Rauschen und eine höhere Bandbreite im Vergleich zur DC-Methode, was in dieser Arbeit durch Theorie und Experiment verifiziert wird. Neben der Schwingspulentemperatur hängt die HF-Impedanz von der Auslenkung und der Oberflächentemperatur der Polplatten ab. Diese Abhängigkeiten werden an einem Mikrolautsprecher gemessen und modelliert. Schließlich werden DC- und HF-Methode mit verschiedenen Audiosignalen verglichen und eine gute Übereinstimmung festgestellt. Die Anforderungen an die Messung der Schwingspulentemperatur können sowohl mit der DC- als auch mit der HF-Methode erfüllt werden. Die HF-Methode lässt sich möglicherweise besser mit einer aktiven Auslenkungs-Stabilisierung verbinden, ist jedoch komplexer als die DC-Methode. Zusätzlich ermöglicht die HF-Methode die Oberflächentemperatur der Polplatten zu messen. Obwohl die Oberflächentemperatur der Polplatten durch hochfrequente Audiosignale mittels Induktionserwärmung beeinflusst wird, könnte die Polplatten-Temperatur zur besseren Initialisierung prädiktiver Wärmemodelle verwendet werden. In Zukunft dürfte die Kombination von prädiktiven Wärmemodellen und Temperaturmessung das Risiko eines thermischen Versagens verringern und gleichzeitig den maximalen Schalldruckpegel erhöhen.



Lindig, Hans;
Energieflussdichte im Fernfeld einer Anordnung aus optischen Mikroresonatoren. - Ilmenau. - 44 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2020

Es wurde eine Anordnung aus zwei optischen Resonatoren in Form zweier identischer Pascalscher Schnecken hinsichtlich der Verteilung der abgestrahlten Energieflussdichte, des Kopplungsverhaltens zwischen den Resonatoren abhängig von Abstand und Orientierung der Resonatoren zueinander sowie von der resonanten Mode der Lichtquelle im ersten Resonator untersucht. Es zeigten sich abhängig vom Abstand periodische Schwankungen im Energieflussdicheprofil und der Kopplungsstärke, deren Periode annähernd proportional zur verwendeten Wellenlänge war.



Grunert, Malte;
Simulation der optischen Eigenschaften von Gold-Nanoschwämmen. - Ilmenau. - 76 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2020

In dieser Arbeit werden die optischen Eigenschaften von Gold-Nanoschwämmen, insbesondere das Auftreten elektromagnetischer Hotspots, mittels der Finite-Elemente-Methode, implementiert in der Software COMSOL Multiphysics, simuliert. Das Auftreten der Hotspots lässt sich mittels der Theorie der Oberflächenplasmonen erklären. Ein vielseitiges Framework zur Simulation und Optimierung von porösen Nanoschwämmen wird entwickelt. Der größte Vorteil des Frameworks im Gegensatz zu bereits existierenden Simulationen ist die Möglichkeit, die komplexe Geometrie der Schwämme korrekt abzubilden. Die Optimierung der Porengeometrie, dargestellt über mehrere Parametrisierungen, liefert erste Einblicke in die Zusammenhänge zwischen Porenform, -position und Stärke der Hotspots.



Flötotto, Aaron;
Transient-Current-Technique-Messungen an Photodioden und Teilchendetektoren. - Ilmenau. - 59 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2020

Bei der Transient-Current-Technique (TCT) handelt es sich um eine opto-elektronische Methode zur Untersuchung von Photodioden. Hierbei wird die Photodiode mit einem Laserpuls mit einer Breite von wenigen Nanosekunden beleuchtet. Der dadurch in der Diode induzierte Strompuls wird zeitaufgelöst gemessen. Durch eine gezielte Bewegung des Laserpunktes auf der Ober- oder Seitenfläche der Diode wird außerdem eine Ortsauflösung erreicht. Aus den so gemessenen Strompulsen können anschließend Größen wie die in der Diode generierte Ladung, die Anstiegszeit des Signals sowie das Maximum des Pulses berechnet werden. Hierdurch wird eine Charakterisierung der untersuchten Photodiode ermöglicht. Ziel dieser Arbeit ist es, spätere TCT-Messungen am CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik vorzubereiten. Dazu gehört der Entwurf von Leiterkarten zur für die TCT geeigneten elektrischen Kontaktierung von Photodioden. Außerdem sollen Verfahren zur Bestimmung der Laserfleckgröße und zur Rekonstruktion der in der Diode induzierten Strompulse aus den gemessenen Strompulsen entwickelt und angewendet werden. Dies soll anhand verschiedener Typen am CiS entwickelter Photodioden getestet werden. Hierbei werden an diesen Dioden verschiedene Arten von TCT-Messungen durchgeführt. Ein großer Bestandteil dieser Arbeit soll die Programmierung der Auswertung von TCT-Messungen sein, um auch in Zukunft aus Messdaten die gewünschten Messgrößen automatisch berechnen und graphisch darstellen zu können. Des Weiteren sollen die in Abschnitt 3.2.1 vorgestellten Dioden durch eine Bestimmung der Zeit, die diese benötigen, um in Form eines Stroms auf eine optische Anregung zu reagieren, weiter charakterisiert werden.



Brendel, Thimo;
Near surface characterization of Ionic Liquid based electrolytes for Na batteries modified with Zwitterions and their bulk ionic conductivity. - Ilmenau. - 95 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2020

Die oberflächennahe Zusammensetzung und die Leitfähigkeit von Elektrolyten unter Verwendung von ionischen Flüssigkeiten (IL), Natriumsalz und Sulfonat-haltigen Zwitterionen wurde mittels Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS) und elektrochemischer Impedanzspektroskopie (EIS) untersucht. Diese Elektrolyte könnten beispielsweise für den Einsatz in Natrium basierten Batteriesystemen verwendet werden. Es wurde festgestellt, dass sich die oberflächennahe Zusammensetzung von jener im Volumenmaterial unterscheidet. Dies ist abhängig von dem molaren Verhältnis (der Konzentration) in welchem das Natriumsalz und die Zwitterionen der als Lösungsmittel genutzten ionischen Flüssigkeit zugesetzt werden. Insbesondere gesättigte oder vinyl-zwitterion haltige Elektrolyte zeigen in den meisten Fällen eine Unterrepräsentierung von Natriumionen. Die Verwendung von Zwitterionen als Zusatz zu binären Elektrolyten (IL+Salz) ermöglicht höhere Natriumionenkonzentrationen. Im Vergleich zur reinen ionischen Flüssigkeit verringert die Zugabe von Natriumsalz und Zwitterionen die Leitfähigkeit und erhöht die Viskosität der untersuchten Elektrolyte. Die oberflächennahe Zusammensetzung wird durch Auflistung der beobachteten Stöchiometrie und durch Bestimmung der atomaren Umgebung eines Stickstoffatoms im Tf2N Anion aufgezeigt. Die Anwendbarkeit eines Koordinationsmodells, welches durch Untersuchungen an Elektrolyten mit Lithium-Ionen inspiriert ist, wurde an Elektrolyten mit Natrium-Ionen überprüft und scheint gegeben zu sein. Insbesondere die Ergebnisse der Elektrolyte mit einem Salz zu Zwitterionen Verhältnis von 1:1 weisen auf die Anlagerung der einzelnen Ionen des Salzes (Na+ und Tf2N-) an den entgegengesetzt geladenen Teilen des Zwitterions hin. Die Ergebnisse der Leitfähigkeitsmessungen werden sowohl in direkter Abhängigkeit von der Elektrolyttemperatur als auch in einem Arrhenius-Plot dargestellt. Darüber hinaus wurde die Temperaturabhängigkeit der Leitfähigkeit durch ein modifiziertes nichtlineares Fit-Modell bestimmt, woraus sich auf einen zusätzlichen viskositätsabhängigen Effekt schließen lässt.



Müller, Robin Lars Benedikt;
Eine kombinierte EPR, NMR und DNP Studie von TEMPO in [Emim][Tf2N]. - Ilmenau. - 63 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2020

Die Verwendung einer neuen Materialklasse, wie die der ionischen Flüssigkeiten, in verschiedensten Anwendungsbereiche setzt ein breites Verständnis ihrer physikalisch-chemisch Eigenschaften voraus. Dabei spielen besonders die Transporteigenschaften und die Wechselwirkung mit anderen Spezies ein wichtige Rolle. Der in dieser Arbeit verfolgte Schwerpunkt lag somit darauf ein System, bestehend aus einer ionischen Flüssigkeit und einer Spinsonde, einem stabilisiertem Radikal, zu charakterisieren. Dafür wurden mit Messungen der Kernspinresonanz sowohl die Diffusion des Systems als auch der Einfluss der paramagnetischen Spezies auf die Spin-Gitter-Relaxationszeit der ionischen Flüssigkeit untersucht. Darüber hinaus wurde mittels Elektronenspinresonanz-Spektroskopie der Spinaustausch zwischen den im System enthaltenden Radikalen analysiert und mit weiteren Messungen verglichen. Des Weiteren erfolgte für dieses System eine Untersuchung der Erhöhung der NMR-Signalintensitäten durch die dynamische Kernpolarisation.