Das Projekt "Ein Laser-Doppler-Anemometer fuer die Messung der Windgeschwindigkeiten und sein Einsatz bei Windstromerzeugern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Institut für Verfahrenstechnik, Lehrstuhl für Strömungsmechanik durchgeführt. Objective: The present report summarizes the work carried out in this project during the year 1988. The aim in this period was to complete the wind measuring system. The main work has concentrated on two points. First to finish the mounting of the optical system. Laser-Doppler anemometer for wind velocity measurements is nearly completed. The second point of interest was to refine the signal processing in order to get an effective technique for wind velocity measurements. General Information: The technique employed requires photon detection of the scattered light from small naturally available particles. Instead of the variation of an analogue voltage at the output of the photomultiplier, the Doppler frequency is coded as a changing density of photon events. The resulting pulse train is amplitude normalized and fed into a digital correlator (Malvern K7026) which yields its temporal autocorrelation function. Due to the long measurement distance the intensity of the scattered light is much smaller as compared to that of the daylight. In order to differentiate these two light sources, an option has been provided to specify a clip level. All photon counts below the clip level are then suppressed. This has the effect that the autocorrelation function is evaluated only for those time intervals in which a sufficiently large particle giving a slightly higher than average intensity crosses the measurement volume. In this manner the autocorrelation function of the pulse train is continuously accumulated in the buffer of the correlator. The contents of this buffer are periodically transmitted to a microcomputer via the fast Access/DMA port and the correlator-buffer is reset. During the time the data gets accumulated for building up a new correlogram in the correlator the evaluation of velocity for the previous set of data is carried out by the microcomputer. A built-in hardware-FFT-card performs a fast fourier transform on the data to evaluate the spectrum of the autocorrelation function, which generally has a sharp peak at the main frequency. To estimate the signal quality, a signal-to-noise-ratio (SNR) is calculated by dividing the height of the main peak by the average level of the other frequency-components. If this value exceeds a certain preassigned number, the autocorrelation function, together with the corresponding parameters like time, position of the measurement volume, velocity, overall light intensity, etc , is stored on the disk. Thereafter the computer is ready to receive the next correlogram and the whole process is repeated. The stored values of the various parameters may be used later to apply more sophisticated but time-consuming frequency evaluation methods.
Das Projekt "Signalverarbeitung fuer optische Partikelzaehler" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg, Fachbereich 9 Elektrotechnik, Fachgebiet Prozess- und Aerosolmesstechnik durchgeführt. Optical particle counters (OPC) allow the determination of the particle number concentration and the size distribution. Instruments of different design are commercially available. One of the most important application areas of OPCs is clean technology. The development in clean technology is characterized by a drastic reduction in the allowed number concentration and the critical particle size which determines the lower size detection limit. With decreasing number concentration and decreasing lower detection limit the problem of false signals becomes more and more important. In the past a lot of effort has been put in redesigning the sensor of OPCs resulting in improved instrument behavior. Less effort has been put in improving the signal processing leading to a better SNR. Depending on the trigger level at a low SNR the particles might not be detected or the noise might cause false counts. The detection limit as well as the number of false pulses can be lowered by increasing the SNR. A higher amplification of the signal, thought as a possible solution, reduces the band width of the amplifier, which limits the flow rate. An additional effect caused by higher amplification may be that the noise level increases. If a flow false count rate is very important, the trigger level for detection has to be increased causing the instrument to become less sensitive. In this case the smallest detectable particle size increases. In this project a solution is worked out for optimizing the SNR for given OPCs. With the help of signal theory a correlation receiver was developed, which supplies a maximum SNR at the output. This receiver was realized in digital technology. It permits the on-line filtration of the particle signals for any commercial OPC. The results show a clear improvement in the SNR, which however, depends on the individual OPC. For a clean room monitor a gain of g gleich 2.06 gleich 6.28 dB was achieved, which means a reduction of the lower detection limit from 500 nm to a theoretical 421 nm with a constant false count rate. But the experiments have shown that it is possible to measure even 380 nm latex particles with security. With an unchanged lower detection limit false countings can be excluded with a security of more than plus minus 6 minus. On the whole it has been shown that in the field of optical particle measurement technology it is still absolutely possible to achieve considerable improvements and more research in the future is needed.
Das Projekt "Untersuchung des Rauschverhaltens von optischen Partikelzaehlern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg, Fachbereich 9 Elektrotechnik, Fachgebiet Prozess- und Aerosolmesstechnik durchgeführt. In many production systems and in research the measurement of particles gains more and more importance. With increasing technological advances smaller particles will gain importance. The areas which require reduced particle concentration are for example the semiconductor industry, the food production and the medicine technique. For particle measurements optical particle counters are often used. To fulfil the requirements these particle counters have to be improved. Goals are obtaining an enhancement of the accuracy of size analysis, a higher security of counting and a reduction of the detection limit with regards to the particle diameter. These demands can be met with the improvement of the signal processing. The signal processing of optical particle counters must detect the particle signal in the composite signal. The composite signal consits of the noise and the particle signal. The limit of the particle detection is set by the particle concentration and by the noise. The noise in the signal affects the signal processing in different ways. The amplitudes of the particle signals are stochastically falsified and it results in a wider particle frequency distribution. If the amplitude of the noise is greater than the threshold then the noise is counted as a particle. This effect occurs near the lower detection limit regarding to the particle diameter. To improve the signal detection a digital signal processing has to be developed which uses the features of the composite signal to minimise the signal to noise ratio. The essential condition for this development is to characterise the composite signal. The magnitudes are described with their moments of the distribution. The noise consists of - the noise of the electronics - the scattering light from molecules and - the scattered light from surfaces. The noise of the electronics has mostly thermal sources. The scattering light of molecules interacts with the molecules in the measuring cell. The number of molecules are function of the temperature, the gas species and the pressure. The scattered light from surfaces is produces from the lighttrap and the optics. The characteristics in the distributions of the noise and the particle signals, which are the same in all optical particle counters, have to be investigated. To detect the characteristics of the noise in optical particle counters the parameters temperature, gas species, pressure and the surface must be varied. With the investigation of the noise behaviour a digital signal processing system which improves the optical particle counter can be developed.
Das Projekt "Beruehrungslose automatische Sortierung unbehandelter Kunststoffabfaelle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe, Institut für Theoretische Elektrotechnik und Messtechnik durchgeführt. Das Vorhaben behandelt die beruehrungslose Trennung unterschiedlicher Kunststoffmaterialen (PE, PP PU usw.) aus unkontrollierten, unmarkierten, unzerkleinerten Abfaellen bis zur praktischen Realisierung. Eine Moeglichkeit zur Materialerkennung stellt die IR-Spektroskopie im Wellenlaengenbereich von 1...1000 Mikrometer dar. Insbesondere sind Absorptions- bzw. Reflexionsspektren im Bereich von 2,5...10 Mikrometer charakteristisch fuer einzelne Molekuele in Kunststoffen ('finger print'), wodurch eine qualitative wie quantitative Aussage ueber die Zusammensetzung der einzelnen Kunststoffe moeglich ist. Besondere Schwierigkeiten bereiten hierbei hohe Geschwindigkeitsanforderung (Sortierung in Echtzeit), sowie die Anwesenheit von Verunreinigungen (z.B. Farbstoffe, Beschichtungen, Verschmutzungen), die zu Stoerungen der Spektren fuehren. Zur effizienten Klassifikation der verrauschten, gestoerten Spektren sollen schnelle, leistungsfaehige Mustererkennungsalgorithmen auf Grundlage der Fuzzy-Set-Theorie und der Neuronale-Netzwerk-Theorie entwickelt werden. Anhand der Materialklassenzugehoerigkeit kann dann die automatische Werkstofftrennung durch pneumatische Steuerung erfolgen. Die aeussere Form des Abfalls (Becher, Folie, Flasche, usw.) spielt bei diesem Sortierverfahren keine Rolle. Ziel ist eine praxisgerechte, kostenguenstige Realisierung des Sortierverfahrens in automatische Sortieranlagen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Kunststoffvariante" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Grundig Fernseh-Video-Produkte und Systeme durchgeführt. In dem Vorhaben soll eine Variante eines TV-Geraetes unter weitestgehender Verwendung thermoplastischer Kunststoffe entwickelt werden. Die Variante ist unter Gesichtspunkten einer optimalen stofflichen Verwertbarkeit konzipiert, d.h. einfache Separierbarkeit und Verwendung weniger, leicht auf hohem Niveau wiederverwertbarer Thermoplasten, auch fuer das Chassis. Das Chassis wird in MID-Technik realisiert unter Einsatz derselben Kunststoffsorten wie fuer das Gehaeuse fuer die Bereiche Signalverarbeitung und Bedienteil. Das Bedienteil wird in Zweikomponenten-Spritzguss entwickelt, wobei die eine Komponente metallisierbar ist. Auf dieser wird die Schaltung galvanisch aufgebaut. In das Spritzgussteil werden alle mechanischen Bedienfunktionen integriert (Bedienelemente, Montagehilfen, Stecker,...). Beim Signalteil werden ebenfalls alle mechanischen Funktionen in das Spritzgussteil integriert, jedoch so, dass eine ebene Prozessflaeche entsteht. Darauf wird die Schaltung aufgebaut, alternativ durch Kaschierung mit Kupferfolie und klassischem Print&Etch-Verfahren, durch Siebdruck von leitfaehigen Pasten oder durch Hinterspritzen des Leiterbildes. Die Bestueckung erfolgt ausschliesslich in SMD-Technik, die elektrische Verbindung durch Leitkleben. Fuer diese Teile wird eine oekologisch und wirtschaftlich optimierte Recyclingtechnik entwickelt.
Das Projekt "Grundlagenuntersuchungen zum Prozess- und Systemverhalten von Kernkraftwerken - Mess- und Automatisierungstechnik zur Stoerfallbeherrschung (Aufstockung)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Zittau,Görlitz, Institut für Prozeßtechnik, Prozeßautomatisierung und Meßtechnik durchgeführt. Anspruchsvolle Verfahren der Signalverarbeitung wie Beobachter, Kalman Filter und Fuzzy- Logic finden in sicherheitsrelevanten Systemen bisher nur begrenzt Anwendung. Das Hauptziel des Vorhabens bestand darin, mit Hilfe dieser Verfahren die Guete und die Zuverlaessigkeit der Messinformationen zu erhoehen sowie zusaetzliche nicht messbare sicherheitsrelevante Prozessparameter zu ermitteln. Die Untersuchungen erfolgten am Beispiel der sicherheitsrelevanten Groesse Hoehenstand in Druckbehaeltern mit Zweiphasengemisch unter Beruecksichtigung des statischen und dynamischen Verhaltens der hydrostatischen Hoehenstandsmesssysteme bei Stoerfalltransienten (Leckstoerfaelle). Zu Projektbeginn standen Reaktoren des Typs WWER 440 (liegender Dampferzeuger) im Vordergrund. Die weiterfuehrenden Untersuchungen wurden auf Reaktoren des Typs WWER 1000 und SWR (Reaktordruckbehaelter) erweitert. Die Methode der Projektbearbeitung beinhaltete die Komponenten Experimentelle Einzeleffektanalyse, Modellierung und Simulation mittels ATHLET-Code, Entwicklung modellgestuetzter Messverfahren und Verifikation der entwickelten Modelle und Verfahren. Es wurden Algorithmen entwickelt, die folgende Aufgaben erfuellen: - Diagnose des Prozesszustandes von Druckbehaelter und Hoehenstandsmesssystem unter Einbeziehung der Fuzzy Logic - Korrektion des angezeigten Hoehenstandes - Berechnung der nichtmessbaren Groesse Gemischhoehenstand mittels Beobachter bzw. Kalman Filter auf der Basis linearer Zustandsraummodelle - ATHLET- Module zur Simulation der hydrostatischen Hoehenstandsmesssysteme (WWER 440, WWER 1000, SWR).
Das Projekt "Gewinnung eines objektiven, universell anwendbaren Vergleichskriteriums fuer unterschiedliche Verfahren der Klopfmessung an Ottomotoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Lehrstuhl für Angewandte Thermodynamik und Institut für Thermodynamik durchgeführt.
Das Projekt "Einfluss unterschiedlicher Gravitationsbedingungen auf das Verhalten und die Hirndifferenzierung des Schwerttraegerfisches Xiphophorus helleri" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Fakultät II Biologie, Institut für Zoologie durchgeführt. Aufbauend auf fruehere eigene Untersuchungen zum Einfluss unterschiedlicher Gravitationsbedingungen auf das Schwimmverhalten und neurobiologische Parameter von Buntbarschlarven (zweite deutsche Weltraummission D-2) sollen neurobiologische ethologische, bio-, histo- und cytochemische Untersuchungen zum Einfluss veraenderter Schwerkraft auf das Normalverhalten und die Hirndifferenzierung von larvalen gegenueber erwachsenen Schwerttraegerfischen durchgefuehrt werden. Ziel dieser Hinterfragung moeglicher Kausalzusammenhaenge innerhalb der Reiz-Antwort-Kette der neuronalen Signalverarbeitung der Schwerkraftwahrnehmung ist es, einen Beitrag zu liefern zum Verstaendnis der moeglichen Schwerkrafteinwirkung auf das neuronale Geschehen in seiner Gesamtheit (Verhalten, Hirnstoffwechsel) bzw. im besonderen auf die mit den Schwerkraftsinnesorganen zusammenhaengenden neuronalen Integrationszentren innerhalb des ZNS. Aufgrund der Vergleichbarkeit (stammesgeschichtliche Homologie) der entsprechenden Verhaeltnisse beim Fisch und beim Menschen dienen unsere Untersuchungen dem besseren Verstaendnis der Ursachen der Raum- und Reisekrankheit beim Menschen. Die bisher gewonnenen vielfaeltigen Ergebnisse koennen den Veroeffentlichungen entnommen werden.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 8 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 8 |
| License | Count |
|---|---|
| open | 8 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 8 |
| Englisch | 3 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 8 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 1 |
| Lebewesen & Lebensräume | 2 |
| Luft | 4 |
| Mensch & Umwelt | 8 |
| Wasser | 1 |
| Weitere | 8 |