Vorträge auf der 22. GMA/ITG-Fachtagung - Sensoren und Messsysteme 2024
Die 22. GMA/ITG-Fachtagung - Sensoren und Messsysteme 2024 - fand am 11. und 12. Juli in Nürnberg statt. Auf der in zweijährigem Rhythmus stattfindenden Tagung, bei der neuste Ergebnisse zu verschiedenen Anwendungsbereichen der Messtechnik vorgestellt werden, war das Team der Elektrischen Messtechnik mit zwei Vorträgen vertreten. Tim Hetkämper stellte in seinem Vortrag „Visualisierung tomographischer Daten aus Schlierenabbildungen mittels 3D Gaussian Splatting“ ein neues Verfahren zur Darstellung kontinuierlicher, räumlicher Messdaten mit Hilfe von Gauß-Funktionen vor. In dem Beitrag „Auswertung der modalen Dämpfung von geführten akustischen Wellen in faserverstärkten Kunststoffplatten“ präsentierte Leander Claes die Anwendung des im Fachgebiet entwickelten Verfahrens zur Untersuchung der akustischen Dämpfung in Plattenwellenleitern aus faserverstärkten Kunststoffen im Rahmen des Forschungsprojekts FaMOUS.
Die Kurzfassung der Beiträge finden Sie untenstehend. Die Manuskripte zu den Vorträgen sind über die Publikationsliste des Fachgebietes zu erreichen.
Kurzfassungen
Visualisierung tomografischer Daten aus Schlierenabbildungen mittels 3D Gaussian Splatting
Tim Hetkämper, Tom Nellius, Leander Claes, Bernd Henning
Die Schlierentechnik ist eine etablierte Methode zur Visualisierung lokaler Dichteänderungen in optisch transparenten Medien. Ein Einsatzgebiet ist die Darstellung von Schallfeldern, beispielsweise um die Interaktion von Ultraschallwellen mit Objekten zu erfassen oder um die Abstrahlcharakteristik von Schallwandlern zu visualisieren. Durch eine Rotation des räumlichen Schallfeldes eignet sich die Schlierentechnik auch zur Aufnahme von Abbildungen für tomografische Verfahren. Bei der dreidimensionalen Darstellung von Tomografiedaten kommen häufig klassische Segmentierungsverfahren zum Einsatz, welche beispielsweise Daten erst ab einem gewissen Schwellwert anzeigen. Tomografische Daten von Schallfeldern sind allerdings im Wertebereich kontinuierlich, sodass bei einer Schwellwertdarstellung Informationen verloren gehen. Kürzlich wurde ein neuartiges Verfahren zur Darstellung von räumlichen Objekten vorgestellt, welches die Daten mittels im Ort verteilter, teiltransparenter Gauß-Funktionen repräsentiert, sogenannten „Gaussian Splats“. Dieses Verfahren ist in der Anzeige deutlich performanter als das Rendern von einzelnen Voxeln. Ursprünglich wurde dieses Verfahren entwickelt, um aus mehreren Fotos einer realen Umgebung eine dreidimensionale Ansicht erstellen zu können. In diesem Beitrag wird evaluiert, inwiefern sich das Darstellungsverfahren auch zur Visualisierung von Tomografie-Messdaten eignet. Um die Daten darstellen zu können, werden aus vorliegenden Tomografiedaten die Parameter örtlich verteilter Gauß-Funktionen ermittelt, wobei die Intensität als (inverse) Transparenz und das Vorzeichen als Farbe enkodiert wird. Im Vergleich zu einem klassischen 3D-Datensatz, welcher für jeden Voxel einen Wert enthält, werden Gauß-Funktionen nur an den Positionen gespeichert, an dem sich Objekte befinden. Das bedeutet, dass der Speicherbedarf reduziert werden kann. Außerdem lässt sich durch Teiltransparenz eine realitätsgetreuere Darstellung der im Wertebereich kontinuierlichen Schallfeldgeometrie erreichen.
Auswertung der modalen Dämpfung von geführten akustischen Wellen in faserverstärkten Kunststoffplatten (Ergebnisse aus dem DFG-Projekt: FaMOUS, Nr. 495847374)
Leander Claes, Tim Hetkämper, Henning Zeipert, Bernd Henning
In diesem Beitrag wird gezeigt, wie die Dämpfung von geführten akustischen Wellen in faserverstärkten Kunststoffplatten messtechnisch erfasst werden kann. Dafür werden unter Ausnutzung des thermoelastischen Effekts breitbandige Ultraschallwellen in der Probe angeregt und mittels eines piezoelektrischen Schallwandlers detektiert. Eine Auswertung im Frequenz-Wellenzahl-Bereich liefert zum einen Informationen über die ausbreitungsfähigen Moden in der Probe. Zum anderen wird mit einer erweiterten Signalverarbeitungsmethode die Dämpfung der Moden bestimmt. Basierend auf diesen Messergebnissen wird ein viskoelastisches, effektives Materialmodell für den faserverstärkten Kunststoff identifiziert.
