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Titel:Entwurf und Realisierung eines kapazitiven Tomographie-Systems nach dem Dreielektroden-Messprinzip
Autor:Dr.-Ing. Gebhardt, Stefan [Autor]
Dateien:
[Dateien anzeigen]ASCII Text, Adobe PDF
[Details]14,10 MB in 3 Dateien
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Dateien vom 23.09.2014 / geändert 23.09.2014
URL für Lesezeichen:http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=24643
URN (NBN):urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014000141
Kollektion:Dissertationen/Habilitationen
Status:Dokument veröffentlicht
Sprache:Deutsch
Dokumententyp:Dissertation
Medientyp:Text
Beitragende:Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Töpfer, Hannes [Betreuer/Doktorvater]
PD Dr.-Ing. habil. Schmidt, Franz [Gutachter]
Dr.-Ing. Kohler, Armin [Gutachter]
Stichwörter:Kapazitiv, Tomographie, electrical capacitance tomography, ECT, Dreielektroden, Messprinzip, Sensor, Sensorsystem
Evaluationstyp:Für die Langzeitarchivierung vorgesehen
Dewey Decimal Classification:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 620 Ingenieurwissenschaften » 621 Angewandte Physik
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Beschreibungen:Abstract (eng.)

Zusammenfassung:
Die vorliegende Dissertation ist ein Beitrag zum Entwurf von ECT-Systemen (engl. Electrical Capacitance Tomography - ECT) in kompakter Bauweise für eine bestimmte Klasse von einfachen industriellen Applikationen. Sie behandelt den erstmaligen Entwurf und Aufbau eines tomographischen Sensorsystems nach dem Dreielektroden-Messprinzip auf Grundlage erarbeiteter Entwurfsrichtlinien. Im Fokus steht hierbei die Rekonstruktion und Positionsbestimmung von dielektrischen Referenzobjekten in einem geschlossenen Detektionsbereich. Trotz des besonderen Schaltungsprinzips, mit dem mehrere Sensorkanäle gleichzeitig mit unterschiedlicher Messempfindlichkeit und geringer Störempfindlichkeit sowie ohne gegenseitige Beeinflussung ausgewertet werden können, wurde das Dreielektrodenprinzip bisher noch nicht für Anwendungen auf dem Gebiet der ECT untersucht. Schwerpunkt der Arbeit sind spezifische Entwurfsregeln für einen im Querschnitt quadratischen und konstruktiv vereinfachten ECT-Sensor, die unter Berücksichtigung der Eigenschaften dieses Messprinzips aus einer systematischen Analyse der Einflüsse verschiedener Sensorparameter, insbesondere auf die Bildqualität, abgeleitet werden können. Durch die Implementierung eines effizienten Rekonstruktionsalgorithmus und eines geeigneten Lokalisierungsalgorithmus werden zudem die Grundvoraussetzungen für Messungen in Echtzeit auch bei begrenzten Rechenressourcen geschaffen. Die Untersuchungen mit der entwickelten Experimentieranordnung bestehend aus einer optimierten Sensoranordnung und einem Auswerteprogramm sowie einer modularen Messelektronik mit Umschaltnetzwerk zeigen, dass sich ein derartiges Sensorsystem generell für die angestrebten Applikationen eignet. Die Leistungsfähigkeit und Anwendungsgrenzen der einzelnen Systemkomponenten sind in der Arbeit ausführlich beschrieben, und es werden die notwendigen Ansätze zur Realisierung echtzeitfähiger Systeme dargelegt. Das Dreielektroden-Messprinzip zeigt sich somit als eine aussichtsreiche Technik für die Entwicklung kompakter und kostengünstig realisierbarer ECT-Sensorsysteme mit einer robusten und leistungsfähigen kapazitiven Messelektronik.
Hochschule/Fachbereich:Technische Universität Ilmenau » Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Dokument erstellt am: 23.09.2014
Dateien geändert am: 23.09.2014
Promotionsantrag am: 31.05.2013
Datum der Promotion: 15.07.2014