Mindestzündenergie von Staubgemischen

Die Mindestzündenergie ist als sicherheitstechnische Kenngröße zur Bewertung der Gefährlichkeit von brennbaren Stäuben unerlässlich. Durch wissenschaftliche Grundlagenforschung in den 70er und 80er Jahren des letzten Jahrhunderts wurden die Einflussgrößen der Mindestzündenergie eingehend erforscht. Diese Forschungen sowie die Entwicklung immer genauerer Testapparaturen in den letzten 20 Jahren trugen dazu bei, die Mindestzündenergie immer besser bestimmen zu können. Dank genormter Messverfahren ist es heute ohne Probleme möglich Messergebnisse reproduzierbar zu ermitteln. Die Mindestzündenergie wird häufig zur Durchführung der Explosionsschutzmaßnahmen „Vermeidung wirksamer Zündquellen“ herangezogen. Dabei wird versucht, alle Energien zu verhindern, welche ausreichen, um ein mögliches Staub/Luft-Gemisch zu entzünden. Zur Anwendung dieser Maßnahme ist die Kenntnis der Mindestzündenergie des Staub/Luft-Gemisches notwendig. Ausschlaggebend ist dabei die kleinste Mindestzündenergie der vorhandenen Stäube. In der Praxis treten Stäube in reiner Form jedoch eher selten auf. Häufiger sind Gemische aus verschiedenen Stäuben anzutreffen. Untersuchungen zur Bestimmung der Mindestzündenergie von Staubgemischen sind bisher nicht bekannt. Diese Arbeit soll zur Entwicklung einer Formel beitragen, die es ermöglicht aus der Kenntnis des Mischungsverhältnisses einer Staubmischung sowie der einzelnen Mindestzündenergien der beteiligten Stäube, die Mindestzündenergie des Staubgemisches zu bestimmen.

Verhalten von Ladungsverstärkern bei verschiedenen Eingangsimpulsformen und -zeiten

In dieser Arbeit wird das Verhalten eines Ladungsverstärkers bei verschiedenen Eingangsimpulsformen und -zeiten untersucht. Als erstes wird der derzeitige Stand der Technik dargelegt und die Funktionsweise eines Ladungsverstärkers erläutert. Um die Messungen am Ladungsverstärker durchzuführen, wurde ein Messprogramm in LabView geschrieben und das verwendete Messsystem auf seine Tauglichkeit untersucht. Dazu wurde unter anderem eine Software entwickelt, die einen Ladungsverstärker simuliert. Nach einer kurzen Betrachtung möglicher Fehlereinflüsse, die bei der Digitalisierung von Messsignalen auftreten können, wurde eine Messunsicherheitsbetrachtung nach dem „Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement“ (GUM) durchgeführt. Um den gemessenen Übertragungskoeffizienten des Ladungsverstärkers mit dem herkömmlichen Kalibrierverfahren (sinusförmiges Eingangssignal) vergleichbar zu machen, wurde eine Fourier-Analyse der Messsignale angewendet. Für den Frequenzbereich unterhalb von 20 kHz ergibt sich eine gute Übereinstimmung des Übertragungsverhaltens des Ladungsverstärkers mit dem herkömmlichen Kalibierverfahren bei Anregungen mit verschiedenen impulsförmigen Eingangssignalen. Oberhalb von 20 kHz weichen die Ergebnisse der zwei Messverfahren voneinander ab, da die maximale Signalanstiegsrate des Ladungsverstärkers überschritten wird.

Entwurf eines Beobachters zur Kompensation von Latenzen des Bildverarbeitungssystems am automatisierten Kickertisch

Als Demonstrationsanlage für kooperative Steuer- und Regelverfahren wird ein Kickertisch so umgerüstet, dass Menschen nur ein Seite des Tisches bedienen, während die andere Seite durch einen kooperativen Verbund von mechatronischen Modulen gesteuert wird. Dazu wird die Ballposition durch ein optisches System erfasst und jede Spielstange durch eine eigene Steuerung kontrolliert, welche Daten von der Umgebung (z.B. Ballposition) und den anderen Stangen erhält und daraus die notwendigen Aktionen berechnet. In der aktuellen Umsetzung ist ein Bildverarbeitungssystem mit Hochgeschwindigkeitskamera im Einsatz.

Inlinefähige Charakterisierung von konzentrierten Dispersionen auf Basis einer statistischen Auswertung von Ultraschall-Partikelreflexionen

Gegenstand dieser Arbeit ist die Untersuchung der Eignung eines neuen Verfahrens zur Charakterisierung von hochkonzentrierten Dispersionen für die lückenlose Überwachung der Dispergiergüte direkt im Compoundierungsprozess. Dafür werden mit einer Ultraschallsonde in Reflexionsanordnung Schallwellen in eine Dispersion eingekoppelt und die durch die Partikel erzeugten Rückstreusignale nach einem statistischen Verfahren verarbeitet. Zunächst wird ein Überblick über die Prozessbedingungen beim Compoundieren gegeben und die Theorie hinter dem Messverfahren vorgestellt. Danach wird der physikalische Aufbau des genutzten Messsystems sowie die Verarbeitung der Messdaten durch die in LabView erstellte Messsoftware beschrieben. Anschließend werden Experimente durchgeführt um die Auswirkung von Messparametern wie z.B.die Anzahl der Einzelmessungen, die Art des Anregungssignals oder den Einfluss von Temperaturschwankungen auf die Messergebnisse zu untersuchen. Die Experimente zeigen, dass das neue Messverfahren grundsätzlich funktioniert. Allerdings weisen die Messergebnisse aufgrund der noch nicht optimal an das Messverfahren angepassten Ultraschallsonde eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Temperaturschwankungen auf. Zum Abschluss der Arbeit werden daher einige Verbesserungsvorschläge bezüglich des Designs der Ultraschallsonde gemacht.