Messtechnische Verifizierung eines analytischen Modells für geschirmte Magnetfeldantennen mittels kontaktloser Impedanzmessung

Für die Messung von Feldstärken im Frequenzbereich bis 30 MHz werden üblicherweise breitbandige geschirmte Magnetfeldantennen eingesetzt. Um die gewünschte Breitbandigkeit zu erreichen, werden die Antennen unterresonant betrieben und müssen somit elektrisch klein sein. Üblicherweise wird angenommen, dass die Antenne elektrisch klein ist, wenn ihr Umfang kleiner als ein Zehntel der Wellenläge bleibt, bei 30 MHz ist der maximale Antennenumfang also 1 m. Zum Schutz vor elektrischen Störfeldern ist die Leiterschleife mit einem leitfähigen Schirm umgeben. Um keine Kurzschlusswindung zu erzeugen, ist dieser ist mit einem Schlitz versehen, der mittig auf der senkrechten Symmetrieachse liegt. Im Fußpunkt der Antenne münden die beiden geschirmten, gleichlangen Antennenarme in ein Fußpunktnetzwerk (FPN), das die Verbindung zum Messempfänger mit üblicherweise koaxialem Anschluss herstellt. In Abbildung 1 ist der Aufbau einer solchen Antenne schematisch dargestellt. Verschiedene Untersuchungen [1,4] zu gängigen Kalibrierverfahren für Magnetfeldantennen haben gezeigt, dass die Antennenfaktoren auch vom jeweiligen verfahren abhängen. Zur Weiterentwicklung der Kalibrierverfahren ist ein genaues Verständnis der Funktionsweise geschirmter Magnetfeldantennen unumgänglich. Ein valides analytisches Modell ist dazu ein unentbehrliches Werkzeug und wird im Rahmen dieser Veröffentlichung vorgestellt

Untersuchung der Störgrößenausbreitung und -emission von Leistungswechselrichtern in Höchstspannungssystemen durch Magnetfeldmessungen

Der in dieser Arbeit vorgestellte Messaufbau ist zur vergleichenden Messung der Störgrößenausbreitung und -emission in Höchstspannungssystemen geeignet. Aufgrund der Untersuchung von räumlich stark ausgedehnten und geometrisch teilweise sehr komplexen Systemen wird immer eine Mischung aus Nah- und Fernfeldern von den Antennen empfangen. Deshalb sollten analog zu dem in [IEEE Standard for Power Line Communication Equipment -- Electromagnetic Compatibility (EMC) Requirements --Testing and Measurement Methods, IEEE Std 1775-2010, pp. 1 - 66, Jan. 7, 2011, URL: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/ stamp.jsp?tp=&arnumber=5682873&isnumber=5682872] beschriebenen Messaufbau immer drei zueinander orthogonale Antennenorientierungen pro Messpunkt durchgeführt und anschließend das geometrische Mittel der Orientierungen berechnet werden, um das einfallende Feld am Messort zu beschreiben. Ohne weitergehende Untersuchung auf dem Gebiet der Antennenkalibrierung kann bereits heute der Betriebszustand eines Leistungskonverters sowie der Einfluss eines Transformators auf das Spektrum messtechnisch erfasst werden. Ebenso wird eine gute Korrelation zwischen den theoretisch ermittelten Spektren und den Frequenzbereichen erhöhter Amplitude bei aktivem Wechselrichter nachgewiesen. Zusätzlich konnte eine mögliche Beeinflussung von sogenannten "Broadband Powerline Communication Devices" und Wechselrichtern durch das gemeinsam genutzte Frequenzband aufgezeigt werden. Damit der vorgestellte Messaufbau zu einer Absolutwertmessung genutzt werden kann, sind weitergehende Untersuchungen zur rückführbaren Bestimmung des Antennenfaktors von Magnetfeldantennen notwendig

The influence of forcing schemes on the diffusion properties in pseudopotential-based Lattice Boltzmann models for multicomponent flows

In dem Vortrag wird gezeigt, wie die Wahl eines Forcing Schemas (bspw. von Shan & Doolen (1995) oder He & Doolen (1998)) über die Chapman-Enskog Entwicklung zu einem vom Forcing abhängigen Diffusionskoeffizienten für Mehrphasenströmungen führt. Der kritische Wert von G wird danach bestimmt und bekannte in der Literatur ad hoc verwendete Beziehungen abgeleitet (Huan et al. (2007)), sowie für tau=1 der bisher nicht erklärbare Shift um den Faktor 2 abgeleitet. Simulationen zeigen die exzellente Übereinstimmung des Diffusionskoeffizienten bspw. mit dem Fick’schen Gesetz für unterschiedliche Werte von G.The talk presents the influence of the choice of forcing schemes in pseudopotential-based LBM methods for multi-phase flows (e.g. Shan & Doolen (1995) or He & Doolen (1998)) on the diffusion coefficient, obtained via Chapman-Enskog analysis. The critical value of G is obtained und known relations used in the literature are subsequently derived based on this theory (e.g. Huan et al. (2007)). The often observed shift at tau=1 for the critical value of G can be directly derived. Simulation show excellent agreement between the diffusion coefficient and Fick’s law for various values of G

An orthogonally protected cyclitol for the construction of nigerose- and dextran-mimetic cyclophellitols

Cyclophellitols are potent inhibitors of exo- and endoglycosidases. Efficient synthetic methodologies are needed to fully capitalize on this intriguing class of mechanism-based enzyme deactivators. We report the synthesis of an orthogonally protected cyclitol from d-glucal (19% yield over 12 steps) and its use in the synthesis of α-(1,3)-linked di- and trisaccharide dextran mimetics. These new glycomimetics may find use as Dextranase inhibitors, and the developed chemistries in widening the palette of glycoprocessing enzyme-targeting glycomimetics.ERC-CoG-726072 “GLYCONTROL”; ERC-2020-SyG-951231 “CARBOCENTRE”Bio-organic Synthesi

Serum vascular endothelial growth factor is a potential biomarker for acute mountain sickness

Background: Acute mountain sickness (AMS) is the most common disease caused by hypobaric hypoxia (HH) in high-altitude (HA) associated with high mortality when progressing to high-altitude pulmonary edema (HAPE) and/or high-altitude cerebral edema (HACE). There is evidence for a role of pro- and anti-inflammatory cytokines in development of AMS, but biological pathways and molecular mechanisms underlying AMS remain elusive. We aimed to measure changes in blood cytokine levels and their possible association with the development of AMS.Method: 15 healthy mountaineers were included into this prospective clinical trial. All participants underwent baseline normoxic testing with venous EDTA blood sampling at the Bangor University in United Kingdom (69 m). The participants started from Beni at an altitude of 869 m and trekked same routes in four groups the Dhaulagiri circuit in the Nepali Himalaya. Trekking a 14-day route, the mountaineers reached the final HA of 5,050 m at the Hidden Valley Base Camp (HVBC). Venous EDTA blood sampling was performed after active ascent to HA the following morning after arrival at 5,050 m (HVBC). A panel of 21 cytokines, chemokines and growth factors were assessed using Luminex system (IL-1β, IL-2, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12p40, IL-1ra, sIL-2Rα, IFN-γ, TNF-α, MCP-1, MIP-1α, MIP-1β, IP-10, G-CSF, GM-CSF, EGF, FGF-2, VEGF, and TGF-β1).Results: There was a significant main effect for the gradual ascent from sea-level (SL) to HA on nearly all cytokines. Serum levels for TNF-α, sIL-2Rα, G-CSF, VEGF, EGF, TGF-β1, IL-8, MCP-1, MIP-1β, and IP-10 were significantly increased at HA compared to SL, whereas levels for IFN-γ and MIP-1α were significantly decreased. Serum VEGF was higher in AMS susceptible versus AMS resistant subjects (p < 0.027, main effect of AMS) and increased after ascent to HA in both AMS groups (p < 0.011, main effect of HA). Serum VEGF increased more from SL values in the AMS susceptible group than in the AMS resistant group (p < 0.049, interaction effect).Conclusion: Cytokine concentrations are significantly altered in HA. Within short interval after ascent, cytokine concentrations in HH normalize to values at SL. VEGF is significantly increased in mountaineers suffering from AMS, indicating its potential role as a biomarker for AMS

Percutaneous transhepatic or endoscopic ultrasound-guided biliary drainage in malignant distal bile duct obstruction using a self-expanding metal stent: Study protocol for a prospective European multicenter trial (PUMa trial)

Background Endoscopic ultrasound-guided biliary drainage (EUS-BD) was associated with better clinical success and a lower rate of adverse events (AEs) than fluoroscopy-guided percutaneous transhepatic biliary drainage (PTBD) in recent single center studies with mainly retrospective design and small case numbers (< 50). The aim of this prospective European multicenter study is to compare both drainage procedures using ultrasound-guidance and primary metal stent implantation in patients with malignant distal bile duct obstruction (PUMa Trial). Methods The study is designed as a non-randomized, controlled, parallel group, non-inferiority trial. Each of the 16 study centers performs the procedure with the best local expertise (PTBD or EUS-BD). In PTBD, bile duct access is performed by ultrasound guidance. EUS-BD is performed as an endoscopic ultrasound (EUS)-guided hepaticogastrostomy (EUS-HGS), EUS-guided choledochoduodenostomy (EUS-CDS) or EUS-guided antegrade stenting (EUS-AGS). Insertion of a metal stent is intended in both procedures in the first session. Primary end point is technical success. Secondary end points are clinical success, duration pf procedure, AEs graded by severity, length of hospital stay, re-intervention rate and survival within 6 months. The target case number is 212 patients (12 calculated dropouts included). Discussion This study might help to clarify whether PTBD is non-inferior to EUS-BD concerning technical success, and whether one of both interventions is superior in terms of efficacy and safety in one or more secondary endpoints. Randomization is not provided as both procedures are rarely used after failed endoscopic biliary drainage and study centers usually prefer one of both procedures that they can perform best

Cobaloxime complex salts : synthesis, patterning on carbon nanomembranes and heterogeneous hydrogen evolution studies

Cobaloximes are promising, earth-abundant catalysts for the light-driven hydrogen evolution reaction. Typically, these cobalt(III) complexes are prepared in situ or employed in their neutral form, e.g. [Co(dmgH 2 )(py)Cl], even though related complex salts have been reported previously and could in principle offer improved catalytic activity as well as more efficient immobilization on solid support. Here we report an interdisciplinary investigation into complex salts [Co(dmgH) 2 (py) 2 ] + [Co(dmgBPh 2 ) 2 Cl 2 ] - , TBA + [Co(dmgBPh 2 ) 2 Cl 2 ] - and [Co(dmgH) 2 (py) 2 ] + BArF - . We describe their strategic syntheses from commercially available complex [Co(dmgH) 2 (py)Cl] and demonstrate that these double and single complex salts are potent catalysts for the light-driven hydrogen evolution reaction. We also show that scanning electrochemical cell microscopy can be used to deposit arrays of catalysts [Co(dmgH) 2 (py) 2 ] + [Co(dmgBPh 2 ) 2 Cl 2 ] - and [Co(dmgH) 2 (py)Cl] on supported and free-standing amino-terminated ~ 1 nm thick carbon nanomembranes (CNMs). Photocatalytic H 2 evolution at such arrays was quantified with Pd microsensors using scanning electrochemical microscopy, thus providing a new approach for catalytic evaluation and opening up novel routes for the creation and analysis of “designer catalyst arrays”, nano-printed in a desired pattern on a solid support

Layered material platform for surface plasmon resonance biosensing

Abstract: Plasmonic biosensing has emerged as the most sensitive label-free technique to detect various molecular species in solutions and has already proved crucial in drug discovery, food safety and studies of bio-reactions. This technique relies on surface plasmon resonances in ~50 nm metallic films and the possibility to functionalize the surface of the metal in order to achieve selectivity. At the same time, most metals corrode in bio-solutions, which reduces the quality factor and darkness of plasmonic resonances and thus the sensitivity. Furthermore, functionalization itself might have a detrimental effect on the quality of the surface, also reducing sensitivity. Here we demonstrate that the use of graphene and other layered materials for passivation and functionalization broadens the range of metals which can be used for plasmonic biosensing and increases the sensitivity by 3-4 orders of magnitude, as it guarantees stability of a metal in liquid and preserves the plasmonic resonances under biofunctionalization. We use this approach to detect low molecular weight HT-2 toxins (crucial for food safety), achieving phase sensitivity~0.5 fg/mL, three orders of magnitude higher than previously reported. This proves that layered materials provide a new platform for surface plasmon resonance biosensing, paving the way for compact biosensors for point of care testing

Pseudopotential-based lattice Boltzmann methods for multiphase flows

Pseudopotential (PP)-basierte Lattice-Boltzmann-Methoden werden zunehmend für die Simulation von Mehrphasenströmungen eingesetzt. Da sie auf einem phänomenologischen Ansatz basieren, ist ihr Einsatz mit einem hohen Modellierungsaufwand verbunden. Zudem entstehen an den Phasengrenzen sogenannte Scheingeschwindigkeiten, welche Genauigkeit und numerische Stabilität beeinträchtigen. Daher werden PP-Modelle in dieser Arbeit um drei neue Aspekte erweitert. Erstens wird gezeigt, dass bei der Modellierung unterschiedlicher Kontaktwinkel mit gängigen Methoden in Kombination mit verbesserten Kräfteschemata Scheintröpfchen entstehen. Diese werden durch einen neuartigen Ansatz eliminiert, der auf zusätzlichen Randbedingungen für alle Wechselwirkungskräfte basiert. Diese Technik verhindert nicht nur das Auftreten der Scheintröpfchen, sondern erhöht auch die Stabilität in wandgebundenen Strömungen. Zweitens wird ein neuartiges Verfahren zur Reduktion von Scheingeschwindigkeiten eingeführt. Dabei wird die Diskretisierung der Interaktionskräfte erweitert und die zusätzlichen, freien Koeffizienten in Simulationen statischer Tropfen numerisch optimiert. Die resultierende Diskretisierung wurde in Simulationen stationärer und dynamischer Testfälle validiert, wobei Scheingeschwindigkeiten deutlich reduziert werden konnten. Drittens und letztens wurden die Diffusionseigenschaften in Mehrstoffsystemen detailliert untersucht, wobei eine kritische Abhängigkeit zwischen den makroskopischen Diffusionskoeffizienten und dem Kräfteschema aufgezeigt wird. Diese Analyse bildet die Grundlage für den Vergleich und die zukünftige Entwicklung neuer Potentialfunktionen (für Mehrstoffsysteme) und reduziert den Modellierungsaufwand.Pseudopotential (PP)-based lattice Boltzmann methods are widely used to simulate multiphase flows. As they ground on a phenomenological approach, their usage involves a high modelling effort and, additionally, they suffer from so-called spurious velocities that compromise numerical stability and accuracy. Therefore, this work advances PP-models by three novel aspects. First, the PP-model is shown to develop spurious droplets when contact angles are modelled with common approaches in combination with enhanced forcing schemes. These droplets are eliminated by a novel approach that relies on additional boundary conditions for all interaction forces. This not only prevents the spurious droplets from emerging but also increases the stability in wallbound flows. Second, a novel procedure to reduce spurious velocities is introduced. Therefore, the discretization of the interaction forces is extended and the additional free coefficients are optimized numerically using static droplet simulations. The resulting scheme is shown to greatly reduce spurious velocities and is successfully validated in stationary and transient testcases. Third and final, the diffusion characteristics in multicomponent systems are investigated in detail, revealing a critical dependency between the macroscopic diffusion coefficients and the forcing scheme. This analysis forms the basis for the comparison and development of new potential functions (in multicomponent systems) and reduces the modeling effort