Formation of Cr(VI) in cobalt containing Cr(III)-based treatment solution. - In: Surface and coatings technology, ISSN 1879-3347, Bd. 334 (2018), S. 444-449
https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2017.12.006
Numerical and experimental study of the effect of the induced electric potential in Lorentz force velocimetry. - In: Measurement science and technology, ISSN 1361-6501, Bd. 29 (2018), 1, S. 015301, insges. 15 S.
Lorentz force velocimetry (LFV) is a contactless velocity measurement technique for electrically conducting fluids. When a liquid metal or a molten glass flows through an externally applied magnetic field, eddy currents and a flow-braking force are generated inside the liquid. This force is proportional to the velocity or flow rate of the fluid and, due to Newton's third law, a force of the same magnitude but in opposite direction acts on the source of the applied magnetic field which in our case are permanent magnets. According to Ohm's law for moving conductors at low magnetic Reynolds numbers, an electric potential is induced which ensures charge conservation. In this paper, we analyze the contribution of the induced electric potential to the total Lorentz force by considering two different scenarios: conducting walls of finite thickness and aspect ratio variation of the cross-section of the flow. In both the cases, the force component generated by the electric potential is always in the opposite direction to the total Lorentz force. This force component is sensitive to the electric boundary conditions of the flow of which insulating and perfectly conducting walls are the two limiting cases. In the latter case, the overall electric resistance of the system is minimized, resulting in a considerable increase in the measured Lorentz force. Additionally, this force originating from the electric potential also decays when the aspect ratio of the cross-section of the flow is changed. Hence, the sensitivity of the measurement technique is enhanced by either increasing wall conductivity or optimizing the aspect ratio of the cross-section of the flow.
https://doi.org/10.1088/1361-6501/aa9095
The influence of Sahara sand on the degradation behavior of float glass surfaces. - In: Journal of non-crystalline solids, ISSN 0022-3093, Bd. 479 (2018), S. 16-28
https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2017.09.055
Contact atomic force microscopy using piezoresistive cantilevers in load force modulation mode. - In: Ultramicroscopy, ISSN 1879-2723, Volume 184 (2018), Part A, Seite 199-208
https://doi.org/10.1016/j.ultramic.2017.09.002
Examination of the dynamic behavior of contact thermometers under real conditions :
Untersuchung des dynamischen Verhaltens von Berührungsthermometern unter realen Bedingungen. - In: Technisches Messen, ISSN 2196-7113, Bd. 85 (2018), 2, S. 119-127
Zur Bestimmung des dynamischen Verhaltens von Berührungsthermometern existieren standardisierte Messvorrichtungen. Die auf diese Weise ermittelten Thermometerkennwerte ermöglichen den Vergleich unterschiedlicher Thermometer. Mit dem Ansprechverhalten unter realen Einbaubedingungen haben die so ermittelten Kennwerte jedoch oft wenig zu tun. Im vorliegenden Beitrag wird das dynamische Verhalten unterschiedlicher Berührungsthermometer in unterschiedlichen Einbausituationen miteinander verglichen. Dabei kommen ein Temperatursprung an der Thermometer-Außenseite, sowie ein sogenannter Loop-Current-Step-Response-Test (LCSR-Test) zum Einsatz. Der LCSR-Test kann hier gerade unter Einbaubedingungen eine Aussage über das Ansprechverhalten eines Thermometers liefern.
https://doi.org/10.1515/teme-2017-0101
Vergleichende Analyse eines Ein- und Mehrkamerasystems zur simultanen, volumetrischen Temperatur- und Geschwindigkeitsmessung für die Mikrofluidik. - In: Technisches Messen, ISSN 2196-7113, Bd. 85 (2018), 2, S. 97-103
Im folgenden Artikel wird eine optische Messtechnik vorgestellt und qualifizert, welche die simultane Bestimmung des dreidimensionalen (3D) Temperaturfeldes und der drei Komponenten des dreidimensionalen Geschwindigkeitsfeldes (3D3C) in mikrofluidischen Anwendungen ermöglicht. Dabei wird die Temperatur über das Verhältnis der Intensität der Lumineszenzsignale von zweifarbigen Polymerpartikeln ermittelt, während das Geschwindigkeitsfeld gleichzeitig anhand der Verschiebung individueller Partikelbilder berechnet werden kann. Um die Tiefeninformation zu erhalten, wird das etablierte Astigmatismus particle tracking velocimetry Verfahren verwendet. Mit der beschriebenen Methode werden simultane, volumetrische Messungen des Temperatur- und Geschwindigkeitsfeldes in einem temperierten Kanal durchgeführt und mit numerischen Simulationen verglichen. Dabei werden zwei unterschiedliche Kamerasysteme verwendet, um die Emission der lumineszierenden Farbstoffen zu trennen. Einerseits kommt ein Zweikameraaufbau mit einem dichroitischen Spiegel und andererseits eine einzelne Farbkamera zum Einsatz. Die Ergebnisse zeigen eine gute qualitative Übereinstimmung zwischen Experiment und Simulation, wobei die Qualität der Messergebnisse für beide Kamerasysteme vergleichbar ist. Durch die Verwendung von nur einer Farbkamera kann der experimentelle Aufwand jedoch stark verringert werden.
https://doi.org/10.1515/teme-2017-0094
Local Lorentz force and ultrasound Doppler velocimetry in a vertical convection liquid metal flow. - In: Experiments in fluids, ISSN 1432-1114, Bd. 59 (2018), 1, 3, S. 1-12
We report velocity measurements in a vertical turbulent convection flow cell that is filled with the eutectic liquid metal alloy gallium-indium-tin by the use of local Lorentz force velocimetry (LLFV) and ultrasound Doppler velocimetry. We demonstrate the applicability of LLFV for a thermal convection flow and reproduce a linear dependence of the measured force in the range of micronewtons on the local flow velocity magnitude. Furthermore, the presented experiment is used to explore scaling laws of the global turbulent transport of heat and momentum in this low-Prandtl-number convection flow. Our results are found to be consistent with theoretical predictions and recent direct numerical simulations.
https://doi.org/10.1007/s00348-017-2457-0
Optimization of the working conditions for magnetic nanoparticle-enhanced microwave diagnostics of breast cancer. - In: IEEE transactions on biomedical engineering, ISSN 1558-2531, Bd. 65 (2018), 7, S. 1607-1616
https://doi.org/10.1109/TBME.2017.2753846
Fuchs-Kliewer phonons of H-covered and clean GaN. - In: Surface science, ISSN 1879-2758, Bd. 667 (2018), S. 31-37
https://doi.org/10.1016/j.susc.2017.09.006
Wattwaage mit Hebelübersetzung auf Basis eines kommerziellen EMK-Wägesystems. - In: Technisches Messen, ISSN 2196-7113, Bd. 85 (2018), 11, S. 658-679
Bei Waagen nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation wird die auf eine Waagschale wirkende Gewichtskraft eines Wägegutes durch eine elektromagnetische Gegenkraft kompensiert. Nach dem Stand der Technik wird der Zusammenhang zwischen dem, die Gegenkraft erzeugendem Aktorstrom durch eine Spule und der Gewichtskraft des Wägegutes durch Kalibrierung mit Massenormalen hergestellt. Mit der für 2018 zu erwartenden Neudefinition der SI-Einheit der Masse durch Festlegung eines Wertes der Planck-Konstanten wird ein unmittelbarer Zusammenhang zwischen den mechanischen und elektrischen Größen geschaffen, so dass das aus Fundamentalexperimenten bekannte Wattwaagenprinzip zur Kalibrierung von Massen eingesetzt werden kann. Im vorliegenden Artikel wird eine darauf aufbauende Methode zur Bestimmung des Kraftfaktors Bl einer kommerziellen EMK-Wägzelle vorgestellt. Dies geschieht durch die simultane Messung der Spannung über der im Magnetfeld bewegten Spule und deren Geschwindigkeit. Dabei wird im vorgestellten Verfahren die Spule gleichzeitig zur Erzeugung der Bewegung mit einem harmonischen Wechselsignal bestromt. Die Frequenz der harmonischen Bewegung hat hierbei maßgeblichen Einfluss auf die Unsicherheit des resultierenden Kraftfaktors. Eine Trennung der Spannungsanteile über der Spule erfolgt durch simultane Messung von Strom und Spannung an der Spule und Auswertung unter Berücksichtigung der vorliegenden Amplituden und Phasenlagen. Die Spule ist hierbei, wie bei kommerziellen EMK-Wägezellen üblich, über ein mechanisches Hebelwerk angekoppelt. Durch diese Hebelübersetzung ist es möglich, mit einem kompakten elektrodynamischen Aktuator (Spule-Permanentmagnetsystem), einen großen wirksamen Kraftfaktor zu realisieren. - Im Ergebnis können mit dem System Kräfte in beliebiger Raumrichtung gemessen bzw. erzeugt werden, wobei die Massebestimmung einen Spezialfall darstellt, für den zusätzlich die lokale Fallbeschleunigung bekannt sein muss. Unter Nutzung der gleichen Methodik kann durch Vertauschung von Eingangs- und Ausgangsgrößen des Formalismus, die EMK-Wägezelle auch als Positionssensor eingesetzt werden. Hierbei erfolgt unter Zuhilfenahme eines Referenzgewichtes (Justiergewichtes) und der Ausgangsspannung des Positionssensors des Wägesystems eine Kalibrierung der Auslenkung des Koppelstücks. Für beide Verfahren werden im Gegensatz zu Fundamentalexperimenten industriell relevante Messunsicherheiten im ppm-Bereich angestrebt. Es werden Messungen für beide Messmodi auf Basis kommerziell verfügbarer EMK-Wägezellen und elektrischer Messtechnik vorgestellt und diskutiert.
https://doi.org/10.1515/teme-2017-0065