Laboratory of Reaction and Fluid Process Engineering

Fluiddynamische Messtechnik

Der Schwerpunkt Fluiddynamische Messtechnik konzentriert sich auf die Anwendung bildbasierter Sensoren für verfahrenstechnische Fragestellungen. Beispiele sind hier die Untersuchung von Partikeln (Blasen, Tropfen, Feststoffe) in Mehrphasenströmungen oder die gezielte Untersuchung von Stoffeigenschaften (bspw. Kontaktwinkelanalyse).

Da der LRF seit 2010 eine eigene Prozessmesssonde für die Einbringung in diverse Trennapparate und Reaktoren entwickelt, beschäftigt sich der Schwerpunkt ebenfalls mit der konstruktiven Gestaltung sowie der Validierung des Instrumentes. Gebiete mit Forschungs- und Entwicklungsbedarf sind unter anderem:

  • Weiterentwicklung der Prozessmesssonde im Hinblick auf die Konstruktion.
    • Entwicklung einer Sonde vom Konzept bis zur Fertigung für den realen Einsatz.
    • Arbeitsschwerpunkt: Konstruktion und ingenieurstechnische Auslegungsgrundlagen (Druck- und Temperaturbeständigkeit, Toleranzen etc.).
       
  • Weiterentwicklung der Prozessmesssonde im Hinblick auf die Optik.
    • Untersuchung optischer Komponenten (Kameras, Objektive, Beleuchtungen) auf deren Einsatzeignung.
    • Arbeitsschwerpunkt: Bildausleuchtung, Sensorkühlung, Linsenverschaltung und Sichtglasoptimierung.
       
  • Anwendung der Prozessmesssonde in bestehenden Anlagen.
    • Bildoptische Aufnahme der Strömungssituation in Trennapparaten und Reaktoren.
    • Arbeitsschwerpunkt: Experimentelle Arbeiten und Analyse von Ursache-Wirkungs-Zusammenhängen im fluiddynamischen Kontext.
       
  • Bildauswertung
    • Analyse von Bildmaterial mit der Absicht möglichst viel Informationen über den Prozess zu erhalten (Größen, Formen und Geschwindigkeiten von z.B. Tropfen).
    • Arbeitsschwerpunkt: Weiterentwicklung von Software zur Bildauswertung inkl. maschinellem Lernen.
       
  • Untersuchung der Strömungsbeeinflussung und der Messgenauigkeit der Prozessmesssonde.
    • Strömungssimulation unterschiedlicher Sondengeometrien im Apparat zur Ermittlung systematischer Messfehler.
    • Untersuchung von Standardtestsystemen, um die Messgenauigkeit und damit die Limitierungen bildoptischer Messtechnik zur Partikelanalyse zu ermitteln.
       
  • Prozesssteuerung mittels bildoptischer Messtechnik.
    • Nutzung des generierten Bildmaterials zur Steuerung von Armaturen und Maschinen in verfahrenstechnischen Prozessen.
    • Arbeitsschwerpunkt: Programmierung und Automatisierung (Python, OpenCV etc.).
       
  • Prädiktive Instandhaltung durch Analyse der übergeordneten Datenstruktur.
    • Nutzung langer Bildfolgen, um Störungen im Anlagenbetrieb zu erkennen.
    • Arbeitsschwerpunkt: Nutzung qualitativer (z.B. Betriebszustand) anstatt quantitativer (z.B. Partikelgröße) Informationen des Bildmaterials.

 

Der Schwerpunkt Fluiddynamische Messtechnik ist hinsichtlich seiner Aufgaben sehr breit gefächert, sodass er für die unterschiedlichsten Interessensgebiete aus Forschung und Industrie hochinnovative Applikationen entwickelt. Für Studierende bietet der Schwerpunkt spannende und zugleich anspruchsvolle Arbeiten mit unterschiedlichen Schwerpunkten wie etwa Experiment, Konstruktion, Werkstoffauswahl, Komponentenprüfung, Softwareentwicklung oder Simulation.

Ansprechpartner: Jonas Schulz (jonas.schulz(at)mv.uni-kl.de).

Projekte

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