Mess- und Sensortechnologie (MS&E)
Measurement and Sensor Technology (MS&E)

Dieses Modul gibt eine Einführung in die Mess- und Sensortechnologie basierend auf grundlegenden Konzepten. Moderne Messmethoden entsprechend dem aktuellen Forschungsstand werden behandelt und mit ausgewählten Beispielen veranschaulicht. Folgende Kapitel sind vorgesehen:

Teil 1:

·         Einführung, Messungen, Koordinatensysteme

·         Optische Mikroskopie, Elektronenmikroskopie, Atomkraftmikroskopie

·         Röntgen- und Neutronenstreuung, Beugungs- und Kleinwinkelstreuung

·         X-ray and neutron scattering, diffraction and small angle scattering

·         Röntgenbasierte Analyse dünner Filme

·         Infrarot- und UVvis-Spektroskopie

Teil 2:

·         Aktive und passive Sensorik (Inspektion und Monitoring)

·         Systeme, Signale und Zeitserien; Sensorkonzepte und Kalibration

·         Fehlerauswirkungskonzept anhand von CFRC-Teilen für leichtgewichtige Strukturen
Effect of defect concept (explained for CFRC parts for lightweight structures)

·         Klassifizierung der Messergebnisse; Entdeckungswahrscheinlichkeit (PoD) für NDT-Anwendungen
Classification of measuring results; Probability of Detection (PoD) for NDT applications

·         Überblück über nicht-destruktive Testmethoden

·         NDT-Anwendungen in Automobil- und Luftfahrtindustrie

o  Optische Lock-In-Thermografie bei CFRC
Optical lock-in thermography at CFRC

o  Phasengesteuerte ???? und Totalfokussierungsmethoden mit Ultraschall
Phased-array and total focusing methods using ultrasound

o  Drahtlose Sensortechnik und Sensornetzwerke in struktureller Gesundheitsüberwachung

Upon successful participation in the module, students will be able to:

1.    know about general principles with regard to methodology and measurements in physics,

2.    calculate experimental errors,

3.    handle the concepts of microscopy and imaging techniques,

4.    calculate diffraction spectra,

5.    apply the principles of x-ray and neuron scattering,

6.    handle small angle scattering analysis,

7.    apply the fundamentals of x-ray based thin film analysis,

8.    know selected examples from thin film analysis,

9.    apply the fundamentals of infrared and UVvis spectroscopy,

10. know selected examples from optical spectroscopy analysis,

11. analyzing the measuring chain to know the influence of individual parts including sensor characteristics

12. know concepts to select proper testing techniques based on Effect-of-Defect methods

13. know classification concepts for NDT results including the Probability-of-Detection

14. know the principles of NDT applications to investigate large structures

15. apply active infrared thermography methods to investigate carbon fiber reinforced structures

16. apply active ultrasound NDT techniques including phased-array

17. apply passive sensing techniques like wireless sensors for structural health monitoring

Keine Vorkenntnisse nötig, die über die Zulassungsvoraussetzungen zum Masterstudium hinausgehen

Vortrag, Beamerpräsentation, Tafelarbeit, Übungen in Einzel- und Gruppenarbeit

Übungsblatter

a)    Grosse, Christian: Grundlagen der Zerstörungsfreien Prüfung – Vorlesungsskript. Technische Universität München, Lehrstuhl für Zerstörungsfreie Prüfung, SS2019, 2019, 228 S.

b)    Erhard, Anton: Verfahren der Zerstörungsfreien Materialprüfung - Grundlagen, DVS Media GmbH, Düsseldorf 2014

c)    Schiebold, Karlheinz: Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2015 (5 Bände zu Ultraschallprüfung, Sichtprüfung, Durchstrahlungsprüfung, Eindringprüfung, Magnetpulverprüfung) – als PDF erhältlich über Shibboleth

Es findet eine mündliche Prüfung von 30 Minuten Dauer statt. Darin wird das Erreichen der im Abschnitt Lernergebnisse dargestellten Kompetenzen mindestens in der dort angegebenen Erkenntnisstufe exemplarisch durch Verständnisfragen und Beispiele überprüft.

Prüfungsaufgabe könnte beispielsweise sein: a) Describe the operating principle of non-destructive testing methods phenomenologically. b) Explain structure and configurations of sensor heads using words, drawings and diagrams. c) Describe how physical and technical properties of different materials and varying testing parameters influence the measurement results d) Design a test setup for a given non-destructive testing task.

Die Teilnahme am Übungsbetrieb wird dringend empfohlen, da die Übungsaufgaben auf die in der Modulprüfung abgefragten Problemstellungen vorbereiten und somit die spezifischen Kompetenzen eingeübt werden.