Podcasts about kalibration

In Folge 47 reden wir kurz über Ruths TV-Premiere bei den Science Busters. Und danach präsentiert Ruth ein “Best of” der wissenschaftlichen Beobachtungsprogramme des James-Webb-Space-Telescopes. 268 Programme sind geplant und da ist alles dabei. Monstergalaxien im frühen Universum, Bilder von Exoplaneten, coole Asteroiden und noch viel mehr. Wir beantworten Frage zur Suche nach außerirdischem Leben. Und in “Neues aus der Sternwarte” geht es um LaTeX und nervige Textverarbeitung auf der Uni.

Was ist ein Prüflabor? Allein der Name „Prüflabor“ klingt bedeutungsschwer. Ich gebe zu: Messtechnik, Kalibration und Prüfmittelüberwachung sind nicht die Themen, für die mein Herz schlägt. Umso großartiger fand ich, mit Katarina Leikert von der IBS Quality GmbH eine Person kennen gelernt zu haben, die sich auf diese „schwere Kost“ versteht und in ganz besonderer...

Die Infos: - Gear VR Nachfolger - Amazons VR Inhalte - CastAR AR Brille - Gerüchte zu Playstation NEO Das Thema: - Das Holodeck und was schon heute möglich ist Die Anwendung: - VR Calibration for Cardboard

Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und dem Test optischer Frequenzkämme zur Kalibration astronomischer Spektrographen. Die Genauigkeit der besten Spektrographen war bisher durch ihre Kalibration begrenzt. Die Benutzung von Frequenzkämmen als hochgenaue optische Frequenzreferenz verspricht die Überwindung dieser Limitierung, und damit die Bestimmung von Linienpositionen in astronomischen Spektren mit nie dagewesener Genauigkeit. Dies eröffnet faszinierende neue Möglichkeiten in der Astronomie, wie die Entdeckung erdähnlicher extrasolarer Planeten über Radialgeschwindigkeitsmessungen, die direkte Messung der Beschleunigung der kosmischen Expansion, oder eine genauere kosmologische Suche nach Veränderlichkeit von Naturkonstanten. Auf Basis der vorliegenden Arbeit wurde eine kommerzielle Version des astronomischen Frequenzkamms entwickelt, die derzeit für die Installation und den Routinebetrieb an mehreren Observatorien vorbereitet wird. Um die Kammstruktur mit astronomischen Spektrographen ausreichend gut aufzulösen, werden Frequenzkämme mit extrem großen Modenabständen von typischerweise >10 GHz benötigt. Zur Erzeugung von Frequenzkämmen mit derart hohen Modenabständen verfolgt diese Arbeit einen Ytterbium-Faserlaser-basierten Ansatz, der auf der Unterdrückung ungewollter Moden eines Frequenzkamms mit ursprünglich geringerem Modenabstand beruht. Zur breitbandigen Kalibration von Spektrographen muss das erzeugte Kammspektrum über einen großen Teil des sichtbaren Spektralbereichs hinweg verbreitert werden. Bei Pulswiederholraten von >10 GHz erweist sich dies als sehr herausfordernd, und bringt bis dahin unbekannte Effekte hervor. Die vorliegende Arbeit entwickelt Strategien zur spektralen Verbreiterung astronomischer Frequenzkämme, und untersucht hiermit verbundene Fragen wie Farbzentren-Bildung im Kern photonischer Kristallfasern. Des Weiteren wird theoretisch und experimentell nachgewiesen, dass spektrale Verbreiterung mit einer drastischen Verstärkung unterdrückter Kammmoden einhergeht, und es wird gezeigt, wie hierdurch bedingte Kalibrations-Ungenauigkeiten begrenzt werden können. Da die Einhüllende des verbreiterten Spektrums stark strukturiert ist, ist es von Nutzen diese abzuflachen. Hierbei werden die Signalpegel aller Kalibrationslinien auf dem Spektrographen angeglichen, was deren Signal-zu-Rausch-Verhältnis maximiert und dadurch die Kalibrationsgenauigkeit erhöht. Mehrere Konzepte zur adaptiven spektralen Abflachung werden entwickelt, wobei über einen Bereich von >200 nm abgeflachte Spektren erzeugt werden. Der astronomische Frequenzkamm wird an HARPS getestet, dem bis heute führenden Spektrographen zur Exoplanetensuche, der sich am La Silla Observatorium in Chile befindet. Über kurze Zeitspannen wird hier eine Wiederholbarkeit der Kalibration von 2,5 cm/s erreicht – einen Faktor 4 besser als mit einer Thorium-Lampe, der bis dahin besten Kalibrationsquelle. Erstmals wird der Orbit eines extrasolaren Planeten mit Hilfe eines Frequenzkamms rekonstruiert, und ein Frequenzkamm-kalibrierter Atlas solarer Linien wird aus Beobachtungen von Mondlicht erstellt. Instrumentelle Effekte werden gründlich untersucht, insbesondere Kalibrationsverschiebungen, die von den Signalpegeln auf der Spektrographen-CCD abhängen. Hinsichtlich seiner Anwendungen in der Sonnenastronomie wird der Frequenzkamm am VTT Sonnenspektrographen auf Teneriffa getestet. Hier wird eine Technik eingesetzt, die den Spektrographen über eine monomode Glasfaser gleichzeitig mit Kalibrationslicht und Sonnenlicht versorgt. Dadurch wird Modenrauschen des Faserkanals als Ursache für Ungenauigkeiten ausgeschlossen, und die Kalibrationswiederholbarkeit verbessert sich um ca. 2 Größenordnungen gegenüber einer zeitlich getrennten Übertragung. Dieses Konzept wird zur Vermessung globaler Sonnenoszillationen und zur Bestimmung der Stabilität von Absorptionslinien aus der Erdatmosphäre angewandt.

An der Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) befasst sich Rebekka Kopmann in der Abteilung für Flusssysteme mit Analysen und Prognosen des Systemzustands von Bundeswasserstraßen. Strömungsmodelle liegen am BAW sowohl als nachgebaute Modelle von Flussstücken als auch als mathematisch beschriebene Computermodelle vor, die nur im Rechner simuliert werden. Im Gespräch mit Gudrun Thäter beschreibt sie die Herausforderung der Kalibration der Simulationsmodelle an die Wirklichkeit, damit sinnvolle Analysen und Prognosen möglich werden. Neben vielen weiteren Parametern ist die Rauheit im Fluss sehr wichtig und ist leider nur sehr zeitaufwendig zu bestimmen. Die Aufgabe führt sie auf ein Optimierungsproblem zurück, wo die unbekannten Parameter durch Annäherung vielfach ausgeführter Simulationen an die gemessene Wirklichkeit bestimmt werden. Da eine einzelne Flusssimulation teilweise tagelang rechnet, sucht sie nach sinnvollen Vereinfachungen oder Alternativen, die das Problem schneller lösen. Aktuell werden Methoden der Automatischen Differentiation eingesetzt, die helfen Gradientenverfahren zur Annährung an die Lösung zu beschleunigen. Dabei trifft man auch auf interdisziplinäre Herausforderungen, wenn es um die feinen mathematischen Unterschiede zum Beispiel zwischen Ableitung, Steigung und einem Gradienten geht. Literatur und Zusatzinformationen R. Kopmann, A. Goll (eds): 20th TELEMAC-MASCARET User Conference 2013, Proceedings, Karlsruhe, 2013. U. Merkel, J. Riehme, U. Naumann: Rückrechnung von Rand- und Anfangsbedingungen mit Telemac und Algorithmischer Differentiation, Wasserwirtschaft H.12, S.22-27, 2013. R. Kopmann, M. Schäfer: Automatic Calibration with Telemac-AD, Proceedings 21st Telemac-Mascaret User Conference 2014, Grenoble (abstract submitted), Okt. 2014. M. Schäfer: Erprobung von Optimierungsalgorithmen für die Kalibrierung eines Finite-Elemente Strömungsmodells auf Basis von Gradienten. Masterarbeit Karlsruher Institut für Technologie, Karlsruhe, 2014.

Der Erfolg chirurgischer Eingriffe wird nicht selten durch überschießende Wundheilung zunichte gemacht, so daß ein erneuter Eingriff notwendig wird. Am Wundort lokal eingesetzte Radionuklide mit kurzreichweitiger Strahlung können solche gutartigen Wucherungen verhindern. Das Radionuklid P-32 eignet sich als reiner Elektronenemitter mit einer Halbwertszeit von 14,3 Tagen und einer mittleren Energie von 694,9 keV (Emax=1710,48 keV) für diese Aufgabe und kann durch den Einfang thermischer Neutronen (1 · 10^14 /s/cm^2) im Kernreaktor aus dem stabilen P-31 hergestellt werden. Nach einer typischen Bestrahlungszeit (14 Tage) beträgt der P-32–Anteil 1,4 · 10^-5. Implantate aus Polymer bzw. bioresorbierbarem Material als Träger des radioaktiven Strahlers ermöglichen gegenüber metallischen Implantaten neue Anwendungen für diese Art der Strahlentherapie. In dieser Arbeit wurde eine Herstellungsmethode für bisher nicht verfügbare organische radioaktive Implantate entwickelt und ein dazugehöriges Dosimetriesystem aufgebaut. Mittels Ionenimplantation können P-32–Ionen mit bis zu 180 keV einige 100 nm tief in organische Implantatmaterialien eingeschossen werden. Für eine typische Dosis (15 Gy in 7 Tagen in 1 mm Abstand zum Implantat) wird eine Aktivität von 75 kBq benötigt, dies entspricht 1,3 · 10^11 P-32–Ionen. Die dafür optimierte Zerstäubungsionenquelle ermöglicht einen Ionenstrahl mit hohem Strahlstrom (>14 µA P–) und geringer Emittanz (

Der Gehalt an bindegewebseiweißfreiem Fleischeiweiß (BEFFE) bildet für die Le-bensmittelüberwachung im Rahmen des Verbraucherschutzes nach § 15 LFGB die entscheidende Beurteilungsgrundlage für die substantielle Qualität von Fleisch und Fleischerzeugnissen. Die chemische Vollanalyse nach Vorschrift der Amtli-chen Sammlung stellt dabei die anerkannte Grundlage zur Berechnung des BEFFE- Gehaltes dar. Für die Hersteller von Fleischwaren spielt neben dem BEFFE auch der Wasser-, Fett- und Rohproteingehalt eine Rolle bei der Rezep-turberechnung und Standardisierung von Fleischprodukten. Für eine optimale Re-zeptursteuerung und Qualitätssicherung ist es notwendig, die erwünschten Para-meter bereits im Verarbeitungsfleisch erfassen zu können. Die chemische Analyse ist mit einem entsprechenden Zeitaufwand verbunden, so dass die Vollanalyse für eine synchron zu den Verarbeitungsschritten erfolgende Bestimmung der ent-scheidenden Parameter nicht geeignet ist. Ziel dieser Arbeit war, die Leistungsfähigkeit eines sich in der Entwicklung befindli-chen optischen Sensormoduls zur Detektion von Wasser, Fett, Rohprotein und Bindegewebe zu beurteilen. Das Funktionsprinzip des optischen Verfahrens ba-siert auf VIS-, NIR- sowie Fluoreszenz-spektroskopischen Messungen und soll im Durchflussverfahren die simultane in-line-Analyse von Verarbeitungsfleisch ermög-lichen. Daneben wurden Verfahren der NIR-Spektroskopie und der niedrig auflö-senden NMR-Spektroskopie in die Untersuchungen miteinbezogen, um die Mess-genauigkeit dieser Schnellmethoden in der Bestimmung von Fett und Wasser (NIR- und NMR-Spektroskopie) sowie von Rohprotein und BEFFE (NIR-Spektroskopie) zu bewerten. Aus ihrer grundsätzlichen Bewertung sollte die mög-liche Eignung der spektroskopischen Schnellverfahren zur präzisen und vertrau-enswürdigen Kalibration des neuartigen Sensormoduls abgeleitet werden. Als Re-ferenzanalytik wurde für alle Methoden die nasschemische Vollanalyse herange-zogen. Insgesamt wurden 54 Proben (Rind, Schwein, Halb/Halb) am optischen Sensor-modul vermessen. Alle Proben wurden anschließend NIR-spektroskopisch und nasschemisch analysiert. Eine Teilmenge von 30 Proben wurde zusätzlich der NMR-spektroskopischen Untersuchung zugeführt. Der Vergleich der spektralen Messgrößen des neuartigen Verfahrens mit der nasschemischen Referenzanalytik ergab für alle Probenmaterialien (Rind, Schwein, Halb/Halb) eine in Abstufungen zufriedenstellende Korrelation der Was-ser-, Asche-, Fett- und Rohproteingehalte, jedoch nur eine unzureichende Vorher-sagesicherheit für Bindegewebe. Aus dem Vergleich von NIR-Spektroskopie zur Nasschemie liessen sich hohe bis sehr hohe Korrelationen für die Parameter Wasser, Fett, Rohprotein und BEFFE ermitteln. Die durch die NMR-Spektroskopie erstellten Wasser- und Fettgehalte bewegten sich für alle 30 untersuchten Proben in sehr hoher Korrelation zu den nasschemischen Ergebnissen. Die NIR-Spektroskopie kann mit Einschränkungen als ausreichend zuverlässige Schnellmethode zur simultanen Bestimmung substantieller Fleischparameter an-gesehen werden. NMR-spektroskopische Messungen erzielen für Wasser und Fett genauere Ergebnisse als die NIR-Spektroskopie. Sofern nur die Bestimmung von Wasser und Fett benötigt wird, ist in der Routineanalytik die NMR-Spektroskopie als genauere Methode angebracht. Ist daneben auch die Bestimmung von Roh-protein und BEFFE angestrebt, muss auf die NIR-Spektroskopie zurückgegriffen werden. Besteht die Erforderlichkeit einer forensisch gesicherten Aussage, so stellt die Nasschemie nach wie vor die Methode der Wahl dar. Eine abschließende Bewertung des optischen Sensormoduls konnte im Rahmen dieses Dissertationsvorhabens nicht getroffen werden. Der Datensatz von 54 ver-arbeiteten Fällen hat sich in der statistischen Auswertung als zu gering erwiesen, um eine Kalibration des Systems für die unterschiedlichen Probenmaterialien und Aufbereitungsformen zu ermöglichen.

Die zentrale Rolle der Mikrozirkulation in der Pathogenese und Pathophysiologie von chronischen und akuten Krankheitsbildern ist allgemein akzeptiert und Gegenstand vieler tierexperimenteller und klinischer Untersuchungen. Störungen der Organperfusion führen hierbei häufig zu Veränderungen der mikrovaskulären Gefäßpermeabilität. Auf zellulärer Ebene, aber auch makroskopisch sichtbar, entstehen Ödeme, die die Gewebeperfusion verschlechtern können. Messungen der Permeabilitätsänderungen sind am Patienten häufig aufgrund der Invasivität der Untersuchungsmethoden nicht möglich. Andererseits steigt mit der Weiterentwicklung der operativen und Intensivmedizin der Bedarf an Methoden zur Früherkennung und zum Monitoring von mikrozirkulatorischen Perfusionsstörungen. Nicht invasive Messverfahren, die Veränderungen der endothelialen Integrität frühzeitig erfassen, könnten die Diagnose und Therapie von Krankheiten verbessern. Wir entwickelten in unserer Forschungsgruppe in Zusammenarbeit mit der DOMED Medizintechnik und dem mikrozirkulatorischen Labor des Imperial College in London einen neuen venösen Kompressionsplethysmographen (filtrass 2001) zur nicht invasiven Messung von mikrozirkulatorischen Parametern wie Flüssigkeitsfiltrationskapazität, isovolumetrischem venösen Druck, vaskulärer Compliance, venösem Druck und arteriellen Blutfluss. Dazu wird mit einer Blutdruckmanschette der venöse Druck in einer Extremität stufenweise erhöht, und die resultierende Volumenänderung distal der Manschette mit einem hochsensitiven Dehnungsmessstreifen erfasst. Eine „off-line“-Analyse dieser Volumenänderung ermöglicht die Berechnung der Flüssigkeitsfiltrationskapazität, einem Maß der Gefäßpermeabilität und des isovolumetrischen venösen Drucks, der das Gleichgewicht der STARLING-Kräfte und des Lymphflusses in der Extremität widerspiegelt. In der vorliegenden Arbeit wurde die Funktionsweise von filtrass zunächst vorgestellt und dieser neue Plethysmographen validiert. filtrass wurde hierbei mit einem herkömmlichen, von unserer Arbeitsgruppe seit mehreren Jahren verwendeten, quecksilbergefüllten Plethysmographen („Mercury in rubber Strain Gauge“ = MSG) verglichen. Es konnte gezeigt werden, dass filtrass eine höhere Reproduzierbarkeit des Messsignals aufwies. Die mittlere Standardabweichung wiederholter gleichförmiger Dehnungen während der Kalibrationen an einem Modellbein lag bei filtrass mit 3,4 µm [2-25µm] deutlich unter den Werten des MSG-Plethysmographen 36,2 µm [8-160 µm]. Bei insgesamt 240 Kalibrationen der beiden Plethysmographen an Unterschenkeln von sieben Probanden zeigte auch hier der filtrass-Plethysmograph niedrigere Abweichungen der wiederholten Messungen (56 µm [29-109 µm] vs. 132 µm [37-251µm]). Zudem wurde eine nicht-lineare Beziehung zwischen Dehnung des Quecksilber-gefüllten Messstreifens und der resultierenden Spannungsänderung beobachtet. Vergleichende Untersuchungen an jungen gesunden Probanden zeigten signifikante Unterschiede der Werte der Gefäßpermeabilität der beiden Geräten. Mit MSG wurden die Flüssigkeitsfiltrationskapazität mit 4,6 ± 2,0 x 10-3 ml 100 ml-1 min-1 mmHg-1 (= FFKU) signifikant (P