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The chemical imaging sensor is a semiconductor-based chemical sensor that can visualize the two-dimensional distribution of specific ions or molecules in the solution. In this study, we developed a miniaturized chemical imaging sensor system with an OLED display panel as a light source that scans the sensor plate. In the proposed configuration, the display panel is placed directly below the sensor plate and illuminates the back surface. The measured area defined by illumination can be arbitrarily customized to fit the size and the shape of the sample to be measured. The waveform of the generated photocurrent, the currentvoltage characteristics and the pH sensitivity were investigated and pH imaging with this miniaturized system was demonstrated.
The chemical imaging sensor is a semiconductor-based chemical sensor that can visualize the spatial distribution of chemical species. For the practical application of this sensor, artifacts in the chemical images due to defects of the semiconductor substrate and contamination of the sensing surface etc. have been a major problem. An image correction method was developed to eliminate the influence of nonuniformity of individual sensor plate.
The objectives of the present work are to characterize the Gas Metal Arc Welding process of DP 600 sheet steel and to summarize the modelling techniques. The time-temperature evolution during the welding cycle was measured experimentally and modelled with the softwaretool SimWeld. To model the phase transformations during the welding cycle dilatometer tests were done to quantify the parameters for phase field modelling by MICRESS®. The important input parameters are interface mobility, nucleation density, etc. A contribution was made to include austenite to bainite transformation in MICRESS®. This is useful to predict the microstructure in the fast cooling segments. The phase transformation model is capable to predict the microstructure along the heating and cooling cycles of welding. Tensile tests have shown the evidence of failure at the heat affected zone, which has the ferrite-tempered martensite microstructure.
Leon Battista Alberti, probably the most innovative architect of early Renaissance Italy, has always fascinated scholars by virtue of the striking interpenetration of theory and practice manifest in his work. As an architect, Alberti was an autodidact. Without the benefit of the formative influence of a master or design education, the roots of his conception of architecture lie in his intellectual formation through humanistic rhetoric. The present study demonstrates with reference to a specific project — the Tempietto of the Holy Sepulchre in Florence — how Alberti’s humanist approach conditioned his method of architectural design.
The idea of component-based software engineering was proposed more that 40 years ago, yet only few robotics software frameworks follow these ideas. The main problem with robotics software usually is that it runs on a particular platform and transferring source code to another platform is crucial. In this paper, we present our software framework Fawkes which follows the component-based software design paradigm by featuring a clear component concept with well-defined communication interfaces. We deployed Fawkes on several different robot platforms ranging from service robots to biped soccer robots. Following the component concept with clearly defined communication interfaces shows great benefit when porting robot software from one robot to the other. Fawkes comes with a number of useful plugins for tasks like timing, logging, data visualization, software configuration, and even high-level decision making. These make it particularly easy to create and to debug productive code, shortening the typical development cycle for robot software.
The high-level decision making process of an autonomous robot can be seen as an hierarchically organised entity, where strategical decisions are made on the topmost layer, while the bottom layer serves as driver for the hardware. In between is a layer with monitoring and reporting functionality. In this paper we propose a behaviour engine for this middle layer which, based on formalism of hybrid state machines (HSMs), bridges the gap between high-level strategic decision making and low-level actuator control. The behaviour engine has to execute and monitor behaviours and reports status information back to the higher level. To be able to call the behaviours or skills hierarchically, we extend the model of HSMs with dependencies and sub-skills. These Skill-HSMs are implemented in the lightweight but expressive Lua scripting language which is well-suited to implement the behaviour engine on our target platform, the humanoid robot Nao.
Kurzarbeit war und ist eines der wesentlichen Elemente der Unternehmen, um dem durch die Finanz- und Wirtschaftskrise begründeten Arbeitskräfteüberhang begegnen zu können. Laut statistischer Mitteilung der Bundesagentur für Arbeit waren im Mai 2009 ca. 1,52 Mio. Arbeitnehmer in Kurzarbeit, im März 2010 waren es immer noch 830.000 Arbeitnehmer, die Kurzarbeitergeld bezogen haben. Bis Ende 2010 können Arbeitgeber Kurzarbeit noch für die verlängerte Höchstbezugsdauer von bis zu 18 Monaten beantragen. Zudem hat der Bundestag am 8.7.2010 eine nochmalige Verlängerung der Erstattung der Sozialversicherungsbeiträge bis März 2012 verabschiedet. Trotzdem müssen zahlreiche Arbeitgeber inzwischen feststellen, dass sie allein mit dem Mittel der Kurzarbeit nicht um einen Personalabbau herumkommen. Dies gilt insbesondere für diejenigen Unternehmen, die gleich zu Beginn der Krise im Herbst 2008 Kurzarbeit eingeführt haben und bei denen deshalb die damals noch geltende 24-monatige Höchstbezugsdauer im Herbst 2010 auslaufen wird
Die SPAC-SE ist börsenfähig und damit eine für eine SPAC grundsätzlich geeignete Rechtsform. Die Tatsache, dass es sich hierbei (zunächst) um eine leere, arbeitnehmerlose Hülle handelt, ändert hieran nichts. Die Gründung einer solchen Vorrats-SE ist trotz fehlender Arbeitnehmerbeteiligung unter teleologischer Reduktion von Art. 12 II SE-VO zulässig. Im Gegenzug muss die Arbeitnehmerbeteiligung gemaß § 18 III SEBG analog nachgeholt werden, wenn das später erworbene Zielunternehmen auf die SPAC-SE verschmolzen werden soll. Aus gesellschaftsrechtlicher Sicht ist zu beachten, dass die SPAC-SE mit Sitz in Deutschland, welche auch den deutschen, aktienrechtlichen Bestimmungen unterliegt, nur bedingt für eine SPAC geeignet erscheint. Das deutsche Aktienrecht enthält strenge Regelungen, die der für eine SPAC-SE erforderlichen Flexibilität entgegenstehen können. Dies gilt insbesondere für das Erfordernis der Zustimmung der Hauptversammlung zur Akquisition des Zielunternehmens, die Rückzahlung des Treuhandvermögens an Aktionäre, die der Akquisition nicht zugestimmt haben und die Liquidation der SPAC-SE im Falle des Scheiterns des Erwerbs des Zielobjektes.
As the field strength and, therefore, the operational frequency in MRI is increased, the wavelength approaches the size of the human head/body, resulting in wave effects, which cause signal decreases and dropouts. Several multichannel approaches have been proposed to try to tackle these problems, including RF shimming, where each element in an array is driven by its own amplifier and modulated with a certain (constant) amplitude and phase relative to the other elements, and Transmit SENSE, where spatially tailored RF pulses are used. In this article, a relatively inexpensive and easy to use imaging scheme for 7 Tesla imaging is proposed to mitigate signal voids due to B1 field inhomogeneity. Two time-interleaved images are acquired using a different excitation mode for each. By forming virtual receive elements, both images are reconstructed together using GRAPPA to achieve a more homogeneous image, with only small SNR and SAR penalty in head and body imaging at 7 Tesla.
b-Lactame gehören zu den wirkungsvollsten Antibiotika, jedoch lassen sich viele nur schwierig fermentativ erzeugen. Ein Problem bei der fermentativen Produktion ist die Hydrolyse des Lactamrings im wässrigen Milieu. Das Ziel des von der DBU geförderten Projekts ist die selektive In-situ-Adsorption der b-Lactamantibiotika unter anschließender magnetischer Separation. Durch die Isolation im Hochgradientenmagnetseparator (HGMS) ist eine Fest-fest-flüssig-Trennung und somit ein erheblicher Zeitgewinn im Downstreamprozess möglich. Zusätzlich kommt es zur Einsparung an Lösungsmittel und Energie, was neben Reduzierung der Antibiotikahydrolyse auch in ökologischer Hinsicht einen interessanten Aspekt darstellt. Als Trägermaterial für die Adsorbermatrix werden magnetisierbare Eisenoxidpartikel eingesetzt, die in einer Silikamatrix eingebettet sind. Diese Adsorber sollen auf Selektivität in Wasser und verschiedenen Medien getestet werden. Zusätzlich werden die Abbauprodukte des b-Lactams analysiert, um eine Aussage über die Stabilisierung des Antibiotikums durch die selektiven Adsorber treffen zu können. Diese Ergebnisse werden mit kommerziell erhältlichen Adsorbern verglichen. Die Aufreinigung der Antibiotika soll direkt aus der Fermentationsbrühe erfolgen. Um die Trennung der magnetischen, selektiven Adsorber von der Biomasse zu gewährleisten, soll der HGMS in die Fermentation integriert werden. Das filamentöse Wachstum des Mikroorganismus erfordert eine Neuauslegung der Filtermatrix.
AgTcO4 reacts with R3ECl compounds (E = C, Si, Ge, Sn, Pb; R = Me, iPr, tBu, Ph), tBu2SnCl2, or PhMgCl under formation of novel trioxotechnetium(VII) derivatives. The carbon and silicon derivatives readily undergo decomposition, which was proven by 99Tc NMR spectroscopy and the isolation of decomposition products such as [TcOCl3(THF)(OH2)]. Compounds [Ph3GeOTcO3], [(THF)Ph3SnOTcO3], [(O3TcO)SntBu2(OH)]2, and [(THF)4Mg(OTcO3)2] are more stable and were isolated in crystalline form and characterized by X-ray diffraction.
Oxorhenium(V) complexes [ReOX3(PPh3)2] (X = Cl, Br) react with phenylacetylene under formation of complexes with ylide-type ligands. Compounds of the compositions [ReOCl3(PPh3){C(Ph)C(H)(PPh3)}] (1), [ReOBr3(OPPh3){C(Ph)C(H)(PPh3)}] (2), and [ReOBr3(OPPh3){C(H)C(Ph)(PPh3)}] (3) were isolated and characterized by X-ray diffraction. They contain a ligand, which was formed by a nucleophilic attack of released PPh3 at coordinated phenylacetylene. The structures of the products show that there is no preferable position for this attack. Cleavage of the Re–C bond in 3 and dimerization of the organic ligand resulted in the formation of the [{(PPh3)(H)CC(Ph)}2]2+ cation, which crystallized as its [(ReOBr4)(OReO3)]2– salt.
Metathese von Ölsäure und Derivaten ist ein interessanter Weg für die Synthese bifunktioneller Verbindungen aus nachwachsenden Rohstoffen. Verwendet wurden Ru-Katalysatoren der zweiten Generation, welche eine hohe Toleranz gegenüber funktionellen Gruppen und Verunreinigungen aufweisen. Trotz des Einsatzes technischer Edukte waren Umsetzungen mit niedrigen Katalysatormengen (0.001 – 0.01 mol-%) möglich, mit Ausbeuten entsprechend der Literatur. Kreuzmetathesen ermöglichten variable Kettenlängen und Funktionalitäten der Monomere, die Produktgewinnung ist jedoch aufwändig. Selbstmetathese lieferte C18-bifunktionelle Verbindungen, welche einfach durch Destillation oder Kristallisation isoliert werden können. Neben der katalystischen Umsetzung wurde auch die Produktgewinnung untersucht und für ausgewählte Produkte auch im größeren Maßstab durchgeführt.
Numerical solution of the heat equation with non-linear, time derivative-dependent source term
(2010)
The mathematical modeling of heat conduction with adsorption effects in coated metal structures yields the heat equation with piecewise smooth coefficients and a new kind of source term. This term is special, because it is non-linear and furthermore depends on a time derivative. In our approach we reformulated this as a new problem for the usual heat equation, without source term but with a new non-linear coefficient. We gave an existence and uniqueness proof for the weak solution of the reformulated problem. To obtain a numerical solution, we developed a semi-implicit and a fully implicit finite volume method. We compared these two methods theoretically as well as numerically. Finally, as practical application, we simulated the heat conduction in coated aluminum fibers with adsorption in the zeolite coating. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.
Es wurde ein automatisiertes, computerunterstütztes Testsystem für die Funktionsprüfung und Charakterisierung von (bio-)chemischen Sensoren auf Waferebene entwickelt und in einen konventionellen Spitzenmessplatz integriert. Das System ermöglicht die Charakterisierung und Identifizierung „funktionstauglicher“ Sensoren bereits auf Waferebene zwischen den einzelnen Herstellungsschritten, wodurch weitere, bisher übliche Verarbeitungsschritte wie das Fixieren, Bonden und Verkapseln für die defekten oder nicht funktionstauglichen Sensorstrukturen entfällt. Außerdem bietet eine speziell entworfene miniaturisierte Durchflussmesszelle die Möglichkeit, bereits auf Waferlevel die Sensitivität, Drift, Hysterese und Ansprechzeit der (bio-)chemischen Sensoren zu charakterisieren. Das System wurde exemplarisch mit kapazitiven, pH-sensitiven EIS- (Elektrolyt-Isolator-Silizium) Strukturen und ISFET- (ionensensitiver Feldeffekttransistor) Strukturen mit verschiedenen Geometrien und Gate-Layouts getestet.
Die am häufigsten genutzten Rohstoffe für die Produktion von Treibstoffen und Chemikalien sind fossilen Ursprungs. Da diese limitiert sind, werden im Hinblick auf die Nachhaltigkeit alternative, erneuerbare Rohstoffquellen intensiv untersucht. Vielversprechend in diesem Kontext sind die in Lignocellulose enthaltenen Zucker, die beispielsweise zur Produktion von Ethanol genutzt werden können. In der Regel sind für eine Lig-nocellulose-Bioraffinerie mehrere Prozessschritte notwendig: Vorbehandlung, Verzuckerung und Fermentation. Um diesen Prozess einfacher zu gestalten, ist es möglich, die Verzuckerung und die Fermentation in einem Schritt durchzuführen (SSF). Als Substrat wird hier Cellulose-Faserstoff verwendet, der durch das Organosolv-Verfahren aufgeschlossen wurde. Die Hydrolyse erfolgt mit kommerziell erhältlichen Enzymen und für die Fermentation zu Ethanol werden zwei Hefen verwendet. Beim SSF-Verfahren konnte, im Vergleich zur entkoppelten Verfahrensweise, trotz bestehender Unterschiede in den Temperatur-Optima von Enzymen und Hefen eine Steigerung in der Ethanol-Ausbeute von 0,15 auf 0,2 gg⁻¹ beobachtet werden. Um wirtschaftliche Ausbeuten und Konzentrationen des Produkts erzielen zu können, ist es notwendig den Prozess weiter zu optimieren. Im Einzelfall muss überprüft werden, ob diese Verfahrensweise auch für die Produktion anderer interessanter Stoffe (wie Itaconsäure, Bernsteinsäure) geeignet ist.
Patients after coarctation repair still have an increased risk of cardiovascular or cerebrovascular events. This has been explained by the persisting hypertension and alterations in the peripheral vessels. However, involvement of the central vessels such as the retinal arteries is virtually unknown. A total of 34 patients after coarctation repair (22 men and 12 women; 23 to 58 years old, age range 0 to 32 years at surgical repair) and 34 nonhypertensive controls underwent structural and functional retinal vessel analysis. Using structural analysis, the vessel diameters were measured. Using functional analysis, the endothelium-dependent vessel dilation in response to flicker light stimulation was assessed. In the patients after coarctation repair, the retinal arteriolar diameter was significantly reduced compared to that of the controls (median 182 μm, first to third quartile 171 to 197; vs 197 μm, first to third quartile 193 to 206; p <0.001). These findings were independent of the peripheral blood pressure and age at intervention. No differences were found for venules. The functional analysis findings were not different between the patients and controls (maximum dilation 3.5%, first to third quartile 2.1% to 4.5% vs 3.6%, first to third quartile 2.2% to 4.3%; p = 0.81), indicating preserved autoregulative mechanisms. In conclusion, the retinal artery diameter is reduced in patients after coarctation repair, independent of their current blood pressure level and age at intervention. As a structural marker of chronic vessel damage associated with past, current, or future hypertension, retinal arteriolar narrowing has been linked to stroke incidence. These results indicate an involvement of cerebral microcirculation in aortic coarctation, despite timely repair, and might contribute to explain the increased rate of cerebrovascular events in such patients.
Von der Königlichen Höheren Maschinenbauschule Aachen zu den Ingenieurfachbereichen der FH Aachen
(2010)
75 Jahre Vereinsgeschichte
(2010)
With the final objective of optimizing the "Micromix" hydrogen combustion principle, a round jet in a laminar cross-flow prior to its combustion is investigated experimentally using Stereoscopic Particle Image Velocimetry. Measurements are performed at a jet to cross-stream momentum ratio of 1 and a Reynolds number, based on the jet diameter and jet velocity, of 1600. The suitability to combine side, top and end views is analyzed statistically. The statistical theory of testing hypotheses, pertaining to the joint distribution of the averaged velocity along intersecting observation planes, is employed. Overall, the averaged velocity fields of the varying observation planes feature homogeneity at a 0.05 significance level. Minor discrepancies are related to the given experimental conditions. By use of image maps, averaged and instantaneous velocity fields, an attempt is made to elucidate the flow physics and a kinematically consistent vortex model is proposed. In the time-averaged flow field, the principal vortical systems were identified and the associated mixing visualized. The jet trajectory and physical dimensions scale with the momentum ratio times the jet diameter. The jet/cross-flow mixture converging upon the span-wise centre-line, the lifting action of the Counter Rotating Vortex Pair and the reversed flow region contribute to the high entrainment and mixedness. It is shown that the jet width is larger on the downstream side as compared to the upstream side of the centre-streamline. The deepest penetration of the particles on the outer boundary occurs in the centre-plane. Meanwhile, with increasing off-centre position, the boundaries all lay further from the centre-line position than does the boundary in the centre-plane, corresponding to a kidney-like shape of the flow cross-section. The generation of the Counter Rotating Vortex Pair and the instability mechanism is documented by instantaneous image maps and vector fields. The necessary circulation for the Counter Rotating Vortex Pair originates from a combined effect of steady in-hole, hanging and wake vortices. The strong cross-flow and jet interaction induces a three-dimensional waving, the stream-wise Counter Rotating Vortex Pair pair, leading to the formation of Ring Like Vortices. A secondary Counter Rotating Vortex Pair forms on top of the primary Counter Rotating Vortex Pair, resulting in mixing by "puffs". Overall, Stereoscopic Particle Image Velocimetry proofed capable of elucidating the Jet in Cross-Flow complex flow field. The gained insight in the mixing process will definitely contribute to the "Micromix" hydrogen combustion optimization.
A handheld sensor system for the online measurement of hydrogen peroxide (H2O2) in aseptic sterilisation processes has been developed. It is based on a calorimetric-type gas sensor that consists of a differential set-up of two temperature sensors, of which one is catalytically activated and the second one is passivated and used as reference. The sensor principle relies in detecting a rise in temperature on the active sensor due to the exothermic reaction of H2O2 on the catalytic surface. To characterise the sensor system towards H2O2 sensitivity and other influencing factors, measurements have been carried out both at an experimental set-up and a manufacturer's sterilisation machine. Physical sensor characterisation was done by means of the optical microscopy.
In den letzten Jahrzehnten hat das Elektronenstrahlschweißen, das bereits im größeren Maßstab verwendet wird, seine Fähigkeit als qualitatives Werkzeug für die Verbindung verschiedener Materialen nachgewiesen. Das Non Vacuum Electron Beam Welding (NV-EBW) hat zahlreiche Vorteile im Vergleich zum Elektronenstrahlschweißen im Vakuum, da man unter normalem Atmosphärendruck arbeiten kann. Im Hinblick auf die reproduzierbare Qualität, insbesondere im Bereich der Massen-Fertigung, ist die Kontrolle der Strahlparameter sowie deren Einfluss auf das Schweißergebnis von großer Bedeutung. Durch eine genaue Kenntnis der Strahlkenngrößen wie des Strahldurchmessers und der Leistungsdichteverteilung kann eine Aussage über die sich ausbildende Schweißnaht sowie die Schweißbaddynamik getroffen werden. Messungen der Strahlkenngrößen im Prozess erlauben insbesondere die Untersuchung von Humping-Effekten. In diesem Beitrag wird der Prozess der Elektronenstrahlvermessung unter atmosphärischen Bedingungen beschrieben. Es wird zudem die Abhängigkeit der Elektronenstrahlcharakteristika von den verschiedenen Prozessparametern dargestellt.
Bead-on-plate butt joints of 2.5 mm hot rolled DP600/DP600 and 1.2 mm cold rolled TRIP700/TRIP700 steel sheets were performed using 6 kW CO2 laser beam welding. The welding speed ranged from 1.5 to 3.0 and from 2.1 to 3.9 m/min in DP/DP and TRIP/TRIP steel weldments respectively. A top surface helium gas was used as a shielding gas at a flow rate of 20 l/min. Metallographic examinations and transverse tensile testing (DIN EN 895: 1995) were carried out to characterize the weldments. The formability of base metals and weldments were investigated by standard Erichsen test (DIN EN ISO 20482). It was found that the uniaxial plastic behavior of both DP600 and TRIP700 base metals was in agreement with Swift and modified Mecking–Kocks models respectively. In a perpendicular tensile test to the weld line, all specimens were fractured at the base metal however the strengths were somewhat higher than those of base metal. There was a significant reduction in formability caused by welding of both DP/DP and TRIP/TRIP steel weldments and the formability has been improved with the increase of the welding speed.
Shielding gas influences on laser weldability of tailored blanks of advanced automotive steels
(2010)
The effects of shielding gas types and flow rates on CO2 laser weldability of DP600/TRIP700 steel sheets were studied in this work. The evaluated shielding gases were helium (He), argon (Ar) and different mixtures of He and Ar. Weld penetration, tensile strength and formability (Erichsen test) of laser welds were found to be strongly dependent upon the shielding gas types. The ability of shielding gas in removing plasma plume and thus increasing weld penetration is believed to be closely related to ionization potential and atomic weight which determine the period of plasma formation and disappearance. It was found that the higher helium shielding gas flow rate, the deeper weld penetration and the lower weld width.