Volume 74, Issue 2

Dieser Beitrag beschreibt ein Densitometer auf der Basis eines Jamin-Interferometers, das die Untersuchung transparenter Flüssigkeiten bei Drücken bis 5000 bar ermöglicht. Die erreichte Messgenauigkeit liegt bei 0,3%. Diese hochpräzisen Messungen erlauben neben der Untersuchung der Druckabhängigkeit von Dichte und Kompressibilität wässriger Lösungen auch die Berechnung der partiellen Lösungsvolumina und somit Rückschlüsse auf die gebildeten Hydrathüllen. This contribution describes a densitometer that is based on a Jamin interferometer. It allows the investigation of transparent liquids at a pressure up to 5000 bar. The precision is better than 0.3%. Besides the investigation of the pressure dependence of density and compressibility of aqueous solutions these high precision measurements facilitate the calculation of the partial molar volumes of the solids and thus conclusions concerning the formed hydration shells.

Mittels optischer Kohärenztomografie (OCT) können in kontaktfreier Weise Querschnittsbilder von semitransparenten Proben aufgenommen werden. In diesem Artikel werden instrumentelle Erweiterungen der OCT vorgestellt, welche in der zerstörungsfreien Materialcharakterisierung zur Anwendung kommen können. Messungen an diversen Materialproben, wie z. B. an Fotolackschichten für die Fabrikation von mikromechanischen Teilen, wurden mit verschiedenen OCT-Aufbauten durchgeführt, um die individuellen Vorteile der ultrahochauflösenden OCT, der schnellen Fourier-Domain-OCT und der polarisationssensitiven OCT aufzuzeigen. Optical coherence tomography (OCT) provides depth-resolved information on the internal geometry of samples in a contact-free way. We present advanced methods of OCT for applications in materials research and non-destructive sample evaluation. For comparison and demonstration, different OCT setups are used for the imaging of diverse material samples like thick photoresist moulds for the fabrication of micro-electromechanical parts: a standard resolution OCT, a high-speed and high-resolution spectral domain OCT, as well as a ultrahigh-resolution OCT with polarization detection capability.

This paper reports on a novel range camera employing Single Photon Avalanche Diodes for Time-of-Flight imaging applications. The architecture of an active pixel containing a single photon detector and the relative read-out channel is presented together with experimental results of a 64-pixel linear array. The sensor array, fabricated with a standard high-voltage 0.8-μm CMOS technology, exhibits a range accuracy of better than ± 3cm in the range interval 2m to 5m, without any external averaging operation. In diesem Artikel wird über eine neuartige Range-Kamera aus Single-Photon-Avalanche-Photodioden berichtet. Die Architektur der Active-Pixel-Elemente wird beschrieben, die sowohl einen Single-Photon-Detektor als auch den entsprechenden Auslesekanal enthalten, zusammen mit experimentellen Ergebnissen zu den Eigenschaften einer 64-Pixel-Linear-Kamera. Das Sensorarray, mittels eines kommerziellen 0,8-μm-CMOS-Prozesses hergestellt, liefert eine Distanzgenauigkeit von besser als ± 3cm innerhalb eines Intervalls von 2 bis zu 5 Metern ohne Mittelwertbildung.

Im Beitrag wird ein modifiziertes Verfahren zur Fehlererkennung an Wälzlagern unter Nutzung der Hüllkurvenanalyse vorgestellt. Es wird dabei der Nachweis erbracht, dass beim Vorliegen von schmalbandigen Signalen die Abtastfrequenz zur Signalerfassung dabei niedriger als die vom Abtasttheorem verlangte Abtastfrequenz liegen kann. Darauf aufbauend wird dieses Verfahren anhand von numerischen Beispielen näher erläutert. Ergebnisse praktisch durchgeführter Messungen an einem Versuchsaufbau schließen den Beitrag ab. This paper presents a modified procedure for the application of the envelope analysis for fault detection and diagnosis in rolling bearings. It is shown that the sampling frequency for the sampling of narrow band signals can be considerably lower than sampling theorem demands as long as some conditions are met. Based on this technique a new signal processing procedure for the envelope detection is proposed and illustrated with numerical and practical examples.

Die Überwachung von Bauwerken erfordert eine präzise und dauerhafte Messung der mechanischen Lastzustände. Zu diesem Zweck wurde ein gekapselter Sensor entwickelt, der die empfindliche DMS-Technik in seinem Inneren schützt und der einfach in einer kleinen Messbohrung im Bauwerk montiert wird. Für die mechanische Adaption wurde eine Ausführung in Form zweier konischer, ineinander verspannter und im Querschnitt achteckiger Körper entwickelt. Die neuartige Sensorform erforderte sowohl einen speziellen Mehrfachgitter-DMS als auch ein spezielles Kalibrierverfahren. Zur Kapselung des DMS wurde eine ebenfalls neuartige Kunststoffkapselung erforscht, die in zeitlich stark beschleunigten Alterungstests bezüglich einer geforderten jahrzehntelangen Lebensdauer verifiziert wurde. Structural monitoring of building structures requires the precise and continuous measurement of states of strain and stress. For this purpose an encapsulated sensor was developed which protects the sensible strain gauge and can easily be integrated into a small measurement-borehole. For mechanical adaptation a clamping procedure for two conical bodies was optimized so that the measurement range covers the whole elastic range of steel. Suitable calibration procedures as well as measurement methods for early detection of structural defects were developed. A strain gauge layout matching to the specific spatial conditions was elaborated for the sensor. The strain gauge is protected by a novel two-layer plastic coating which was tested in a special accelerated aging procedure.