Analytische Berechnung, Finite Elemente Simulation und Inversion von Metalldetektorsignalen im Zeit- und Frequenzbereich. Untersuchungen zur Reduktion der Fehlalarmrate bei der Landminensuche.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Signal von Metalldetektoren fuer den Spezialfall der Landminensuche. Anhand von analytischen, numerischen und experimentellen Daten wird das Verhalten von Continuous Wave und Pulse Induction Detektoren untersucht und ein Auswertealgorithmus, der auf einer Inversion der Daten basiert, vorgestellt. Die analytischen Berechnungen zeigen das Verhalten des Signals ueber Kugeln und einzelnen Rotationsellipsoiden. Am Beispiel zweier Kugeln wird veranschaulicht, dass die Gegeninduktion bei kleinen Abstaenden der Metallobjekte zueinander eine nicht mehr zu vernachlaessigende Rolle spielt. Fuer die Berechnung des Signals der Rotationsellipsoide werden Approximationen vorgestellt, die eine schnelle Berechnung ermoeglichen. Weiterhin wird der Einfluss des Bodens auf das Signal diskutiert. Fuer dessen elektrische Leitfaehigkeit werden statische und frequenzabhaengige Modelle, wie sie bei einem IP-Effekt vorkommen koennen, untersucht. Ein superparamagnetischer Boden liegt vor, wenn die magnetische Suszeptibilitaet des Bodens von der Frequenz abhaengt. Der daraus entstehende Effekt wird an Bodenproben erforscht und sein Einfluss auf das Signal im Vergleich zu der Auswirkung einer statischen Suszeptibilitaet vorgestellt. Die numerischen Simulationen wurden mit der finiten Elemente Methode durchgefuehrt. Diese bietet die Moeglichkeit beliebige Geometrien zu untersuchen. Es zeigt sich, dass das Gehaeuse einer Mine bei den CW-Detektoren eine Rolle spielt, jedoch nachtraeglich beruecksichtigt werden kann. Fuer die Simulationen der Mine muessen daher nur die Metallteile modelliert werden. Die Simulationen der Metallteile des Minensurrogats M3A veranschaulichen das komplexe Zusammenwirken der einzelnen Komponenten. Je nach betrachteter Frequenz und abhaengig von dem Signalteil, dominieren andere Komponenten der Mine das Signal. Vergleiche mit Simulationen von Rotationsellipsoiden belegen jedoch, dass ein einfacher Koerper, wie ein Rotationsellipsoid, das gleiche Signal erzeugen kann. Fuer die Inversion der Signale wurde daher das Modell eines Rotationsellipsoiden in Luft gewaehlt. Um genaue Ergebnisse zu erzielen wurden die technischen Eigenschaften der beiden untersuchten Detektoren, dem Foerster Minex 2FD 4.500 und dem Ebinger EBEX 421 GC, bei der Vorwaertsrechnung so exakt wie moeglich beruecksichtigt. Die so erzielten Genauigkeiten bei der Bestimmung der Groeße, Form und Position der untersuchten Messungen ueber verschiedenen Kugeln liegen im Millimeterbereich. Zudem kann anhand der erhaltenen elektromagnetischen Parameter die Metallart abgeschaetzt werden. Die Untersuchungen von Messungen ueber Minensurrogaten zeigen, dass auch das Signal realer Minen durch ein Modell mit ein oder zwei charakteristischen Rotationsellipsoiden beschrieben werden kann. Diese Tatsache ermoeglicht eine Identifizierung der Mine und ihrer Tiefe. Darauf basierend wird ein Auswertealgorithmus vorgestellt und an Messdaten des Testfeldes in Ispra/Italein angewendet, der es ermoeglicht Minen zu identifizieren und von anderen Metallobjekten zu unterscheiden. Ist das Objekt keine Mine, erweitert die Angabe der Form, der Groeße, des Materials und der Position des Objektes durch die Inversion, die bisherigen Informationen ueber das geortete Objekt. Die fuer die Inversion notwendige Ortsreferenzierung der Daten wird durch ein selbst entwickeltes, mechanisches Positionierungssystem erreicht

Clouds - Peerbasiertes On-Demand Computing

Der vorliegende Bericht stellt die Ergebnisse des Projekts 538 "Clouds -- Peerbasiertes On-Demand Computing" vor, das am Institut für Roboterforschung der Technischen Universität Dortmund im Sommersemester 2009 und Wintersemester 2009/2010 stattfand. Mit dem Beginn der Projektgruppenarbeiten im April 2009 wurden durch Vorträge während einer Seminarfahrt die grundlegenden Kenntnisse im Bereich der Softwareentwicklung und spezielle Kenntnisse für das Projektziel, hinsichtlich des aktuellen Stands der Technik im Bereich der Delokalisierung computerbasierter Datenhaltung und Verarbeitung und deren Hochverfügbarkeit gescha en. Neben der Homogenisierung des Wissenstandes der Projektgruppenteilnehmer durch diese Vorträge konnten auch erste Vorstellungen bezüglich der späteren Realisierung der Projektgruppenziels gewonnen werden. Die Gliederung der Kapitel des folgenden Endberichts folgt überwiegend dem klassischen Life-Cycle für Softwareentwicklung, der sich in der Reihenfolge in die Anforderungsanalyse, Entwurfs-, Modellierungs- und Implementierungsphase chronologisch subsumieren lässt. Durch die kritische Diskussion und spätere Qualitätssicherung mit Hilfe von Softwaretests konnte die Chronologie der genannten Phasen nicht immer eingehalten werden. Beispielsweise erforderten Schwächen der ersten Entwurfsergebnisse während der folgenden Modellierungsphase die Rückkehr zur Entwurfsphase. Um die Lesbarkeit dieser Abhandlung zu wahren wird die beschriebene Reihenfolge der Entwicklungsphasen strikt eingehalten. Innerhalb der Kapitel werden jedoch die unterschiedlichen Modelle und Technologieentscheidungen denen sich die Projektgruppe gegenüber sah ergebnisorientiert diskutiert

Aktivitätsuntersuchungen und Methoden zur Regeneration von Katalysatoren für die autotherme Reformierung von Dieselkraftstoffen

The present study concerns the impacts that the molar ratios of reactants have on the catalytic activity of different catalyst systems while operating parameters are gradually altered. The hydrogen synthesized on the surfaces of catalysts varies with catalyst activity. If the H$_{2}$ concentration drops, catalyst deactivation occurs, and the catalyst material is unsuitable for autothermal reforming (ATR). The main deactivation mechanisms are poisoning, carbon deposition, thermal degradation,mechanical wear, corrosion, and leaching. These forms of deactivation can cause total inactivity of the relevant catalyst system. Deactivation is a process that can alter the structureand state of the catalyst. The aforementioned mechanisms reduce the number of catalytically active centres on the surfaces, which gives rise to a loss of activity. An ideally designed catalyst system comprises a solid oxide substrate – the cordierite Mg$_{2}$Al$_{4}$Si$_{5}$O$_{18}$ – and an oxide washcoat upon which the catalyst is deposited. The washcoat enlarges the surface, ensuring better catalyst dispersion and thus activation. The catalyst is an agent that accelerates the chemical reaction but is not actually used up itself. Tried and tested catalysts are simply transition metals with a high conductivity, density, and melting point. As fuel, NExBTL and Ultimate Diesel, which have different chemical and physicalproperties, are used. The test reactor used in the analysis – an autothermal reformer – is designed so that the different catalyst systems can be exchanged quickly via a flange. Before and after their use in the test rig, the same procedure is used to analyse the samples and thus compare the fresh and aged catalysts. In the tests, the catalyst activity is determined on the basis of the H$_{2}$ concentration. In addition, the results of the analyses before and after the tests permit conclusions on catalyst activity. These analytical results can then be correlated with the test results

Hydrogen production from bio-fuels using precious metal catalysts

Fuel cell systems with integrated autothermal reforming unit require active and robust catalysts for H2 production. Thus, an experimental screening of catalysts for autothermal reforming of commercial biodiesel fuel was performed. Catalysts consisted of a monolithic cordierite substrate, an oxide support (γ-Al2O3) and Pt, Ru, Ni, PtRh and PtRu as active phase. Experiments were run by widely varying the O2/C and H2O/C molar ratios at different gas hourly space velocities. Fresh and aged catalysts were characterized by temperature programmed methods and thermogravimetry to find correlations with catalytic activity and stability