Browsing by Author "Simon, Sven (Prof. Dr.)"

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    Hardware-effiziente Auswertealgorithmen für die bildgebende Echtzeit-Messung partikelbeladener Strömungen am Beispiel thermokinetischer Beschichtungsverfahren
    (2014) Rockstroh, Lars; Simon, Sven (Prof. Dr.)
    Fertigungsprozesse, die auf partikelbeladenen Strömungen wie dem thermokinetischen Beschichten basieren, sind sensitiv hinsichtlich der Geschwindigkeiten und Verteilungen der Partikel in der Strömung. Die Partikelgeschwindigkeiten und Partikelverteilungen beeinflussen insbesondere die Eigenschaften der gefertigten Werkstücke oder Beschichtungen. Gegenstand der vorliegenden Dissertation ist die Untersuchung und Entwicklung effizienter Auswertealgorithmen zur Messung von Partikelgeschwindigkeiten in Echtzeit. Die Algorithmen basieren auf dem Particle Image Velocimetry-Verfahren, das eine hohe Toleranz gegenüber Störeinflüssen, wie fehlerhafter Partikelabbildungen und Bildrauschen, besitzt. Zur Beurteilung der Messunsicherheit der Auswertealgorithmen wurden typische Partikelcharakteristika sowie die physikalischen Abläufe bei der bildgebenden Messung an partikelbeladenen Strömungen modelliert und ein Software-Werkzeug für das Erzeugen von Bildern mit Partikelabbildungen implementiert. Die erzeugten Bilder dienen als Grundlage für die Auswertealgorithmen, um eine Untersuchung der Messergebnisse dieser Algorithmen für beliebige, modellierte Partikelanordnungen mittels virtueller Messungen zu ermöglichen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden geeignete Auswertealgorithmen sowie ein intelligentes Kamerasystem zur Bestimmung von Partikelgeschwindigkeiten vorgeschlagen und als Messsystem realisiert. Eine wesentliche Eigenschaft dieses Kamerasystems ist die Extraktion der Messdaten in der Sensorik in Echtzeit auf Basis der vorgeschlagenen Hardware-effizienten Auswertealgorithmen. Ein Demonstrator wurde erfolgreich zur Echtzeit-Messung von Partikelgeschwindigkeiten an thermokinetischen Beschichtungsprozessen eingesetzt.