Wissenschaftliche Veröffentlichungen

Optris-Pyrometer und Wärmebildkameras sind unverzichtbare Werkzeuge in Wissenschaft und Technik, wenn kontaktlose, hochpräzise Temperaturdaten benötigt werden. Forschende setzen sie in den Bereichen Materialwissenschaften, Halbleitertechnik, Energiesysteme, Biomechanik, Verbrennung sowie Luft- und Raumfahrt ein, um genaue Temperaturmesswerte und schnelle Punktmessungen zu erhalten, ohne den Versuch zu beeinflussen.

Unsere Pyrometer und Wärmebildkameras liefern kalibrierte Temperaturdaten auf Pixelbasis für die quantitative Thermografie.

Diese Geräte lassen sich über industrielle I/Os, kostenlose Standardsoftware oder ein Entwickler-SDK in Laboraufbauten integrieren und ermöglichen so Automatisierung, Synchronisierung und eine zuverlässige Datenaufzeichnung bei experimentellen Arbeiten. Optris bietet akkreditierte Kalibrierungen und wissenschaftliche Unterstützung mit Expertenwissen, um die wissenschaftliche Korrektheit der Forschungsarbeit sicherzustellen.

Wir unterstützen Forschungsarbeiten aktiv, indem wir uns an Publikationskosten beteiligen, wenn die daraus resultierenden Veröffentlichungen, Abbildungen oder Videos von Optris als Marketingmaterial verwendet werden können. Eine Förderung wird von Fall zu Fall geprüft und setzt die Erlaubnis voraus, die Arbeit zu zitieren, ausgewählte Auszüge und Bilder unter Angabe der Quelle wiederzuverwenden und auf Grundlage der Ergebnisse eine Optris-Fallstudie oder einen Beitrag zu veröffentlichen. Um die Förderfähigkeit und die Bedingungen zu besprechen, wenden Sie sich bitte vor der Einreichung an unser Team.

Die folgende Tabelle listet Publikationen auf, die auf Optris-Messgeräte verweisen, und beschreibt typische Methoden und Konfigurationen.

01. Gastemperatur im Dampfkesselofen

Diese Studie bestimmt den Emissionsgrad und die Temperatur von Verbrennungsgasen bei der Torfverbrennung in einem Dampfkessel. Optris CTlaser F2- und F6-Pyrometer ermöglichen in Kombination mit der TEMPER-Software präzise Temperaturmessungen in unterschiedlichen Höhen des Feuerraums. Die Methode unterstützt die Verbrennungsüberwachung, um Verschlackung und Stickoxidemissionen zu reduzieren.

01. Gastemperatur im Dampfkesselofen

02. Direkte Biogasreformierung

Diese Studie untersucht die mikrowellenunterstützte Reformierung von Biogas als potenziellen Prozess mit negativen Emissionen. Ein Optris CTratio 2M-Pyrometer und eine PI 1M-Infrarotkamera gewährleisten eine präzise und homogene Temperaturregelung. Der Prozess erreicht Umwandlungsraten, die mit denen der konventionellen Erwärmung vergleichbar sind, ohne dass eine vorherige Gastrennung oder Rückführung erforderlich ist.

02. Direkte Biogasreformierung

03. RGB- und Wärmebildtechnik für landwirtschaftliche Roboter

Diese Studie entwickelt ein Dual-Kamera-System zur Erkennung von Wasserstress bei Salatpflanzen mithilfe eines Agrarroboters. Eine Intel RealSense RGBD-Kamera erfasst die Pflanzenstruktur, während eine Optris Xi 400-Wärmebildkamera Variationen der Oberflächentemperatur misst. In Kombination mit YOLOv8 ermöglicht das System eine zuverlässige Echtzeitbewertung des Wasserstresses der Pflanzen für die Präzisionslandwirtschaft.

03. RGB- und Wärmebildtechnik für landwirtschaftliche Roboter

04. Qualitätskontrolle von flüssigen Aluminiumlegierungen

Diese Studie untersucht die Infrarotthermografie als schnelle, kontaktlose Methode zur Bewertung der Qualität flüssiger Aluminiumlegierungen. Eine Optris PI-Wärmebildkamera überwacht Temperaturänderungen während der Erstarrung und zeigt eine Korrelation zwischen den thermografischen Daten und der Metalldichte. Die Ergebnisse unterstützen die Entwicklung eines automatisierten Prüfverfahrens für die Gießereiproduktion.

04. Qualitätskontrolle von flüssigen Aluminiumlegierungen

05. Temperaturen an Stadtbäumen bei extremer Hitze

Diese Studie untersucht, wie Stadtbäume während der rekordverdächtigen Hitzewelle 2022 in Forchheim, Deutschland, die Oberflächentemperaturen senken. Eine Optris PI 450-Wärmebildkamera und eine Multispektralkamera erfassten mehr als 3.000 Bäume aus über 30 Arten. Die Ergebnisse zeigen artspezifische Kühlungseffekte und liefern wertvolle Erkenntnisse für eine klimaresiliente Stadtplanung.

05. Temperaturen an Stadtbäumen bei extremer Hitze

06. Verstärkung von SiC-Keramikstrukturen

Diese Studie verbessert die Festigkeit und thermische Leistungsfähigkeit von 3D-gedruckten Siliziumkarbid-Keramikstrukturen. Direct Ink Writing wird mit Precursor-Infiltration und Hochtemperaturpyrolyse kombiniert, um die Porosität zu reduzieren und die Materialdichte zu erhöhen. Die daraus resultierenden SiC-Verbundwerkstoffe erreichen eine um bis zu 600 % höhere mechanische Festigkeit und eine verbesserte Wärmeableitung für Hochtemperaturanwendungen.

06. Verstärkung von SiC-Keramikstrukturen

07. Auswirkungen der Abkühlung auf Al-Si-beschichteten Stahl

Diese Studie untersucht, wie die Abkühlrate die Mikrostruktur und die Eigenschaften von Al-Si-beschichtetem Stahl für die Warmumformung beeinflusst. Schnelles Abschrecken begrenzt die Elementdiffusion, reduziert die Bildung von Kirkendall-Hohlräumen und verringert die Dicke der α-Fe(Al)-Schicht. Dadurch erreicht die abgeschreckte Beschichtung eine höhere Härte und verbesserte mechanische Eigenschaften.

07. Auswirkungen der Abkühlung auf Al-Si-beschichteten Stahl

08. Temperaturmessung bei der Laserbeschichtung

Diese Studie befasst sich mit der Temperaturmessung während der laserbasierten Erwärmung bearbeiteter optischer Komponenten. Zur Analyse des thermischen Verhaltens von Glasoberflächen, die durch einen Infrarotlaser erwärmt wurden, kamen verschiedene Messverfahren zum Einsatz. Die Ergebnisse zeigen einen eindeutigen Zusammenhang zwischen Oberflächenrauheit und Laserabsorption, was eine verbesserte Steuerung optischer Fertigungsprozesse ermöglicht.

08. Temperaturmessung bei der Laserbeschichtung

09. Temperaturüberwachung für Assistenzroboter

Diese Studie stellt ein kontaktloses System zur physiologischen Überwachung für Assistenzroboter mithilfe von Wärmebildtechnik vor. Veränderungen der Gesichtstemperatur werden analysiert, um Atem- und Herzfrequenz ohne physische Sensoren zu bestimmen. In einen Haushaltsassistenzroboter integriert, unterstützt das System die nicht-invasive Gesundheitsüberwachung älterer Menschen.

09. Temperaturüberwachung für Assistenzroboter

10. Überwachung auf der Intensivstation mittels Wärmebildtechnik

Diese Studie stellt ein kontaktloses System zur Überwachung der Hauttemperatur und Atemfrequenz von Intensivpatienten mithilfe von Wärmebildtechnik vor. Deep Learning identifiziert relevante Bereiche an Kopf und Brustkorb, während eine Bewegungsanalyse die atembezogenen Bewegungen des Brustkorbs erfasst. Das System erreicht eine Echtzeitleistung auf kostengünstiger Embedded-Hardware und unterstützt damit eine kontinuierliche klinische Überwachung ohne physische Sensoren.

10. Überwachung auf der Intensivstation mittels Wärmebildtechnik

11. Echtzeitprüfung von lasergeschweißten Sammelschienen

Diese Studie stellt eine Echtzeitmethode zur Bewertung lasergeschweißter Aluminium-Stromschienenverbindungen unter elektrischer und mechanischer Belastung vor. Widerstand, Temperatur und Verbindungsfestigkeit werden während Überlappschub- und Torsionsprüfungen gleichzeitig gemessen. Die Ergebnisse zeigen deutliche Anstiege von Widerstand und Temperatur, wenn sich die Schweißverbindung dem Versagen nähert, und ermöglichen dadurch eine realistischere Bewertung der Leistungsfähigkeit von Batterieverbindungen.

11. Echtzeitprüfung von lasergeschweißten Sammelschienen

12. Recycelter Siliziumschlamm für die Halbleiterverpackung

Diese Studie recycelt Siliziumschlamm aus der Halbleitergehäusefertigung zur Herstellung eines siliziumdioxidbeschichteten Füllstoffs für Epoxid-Vergussmassen. Eine Infrarotkamera wurde zur Bewertung der Wärmeableitung eingesetzt und zeigte eine verbesserte thermische Leistung im Vergleich zu herkömmlichen siliziumdioxidbasierten Vergussmassen. Die Ergebnisse zeigen eine vielversprechende Wiederverwendung von Halbleiterabfällen in fortschrittlichen Verpackungsmaterialien.

12. Recycelter Siliziumschlamm für die Halbleiterverpackung

13. Sicheres Trocknen von Larven der Schwarzen Soldatenfliege

Diese Studie bewertet die Mikrowellen- und Hochfrequenztrocknung zur Verbesserung der mikrobiologischen Qualität und Stabilität von Larven der Schwarzen Soldatenfliege. Die dielektrische Trocknung reduziert wirksam die Wasseraktivität und mikrobielle Kontamination und gewährleistet gleichzeitig die Produktsicherheit. Die behandelten Larven blieben über sechs Monate mikrobiologisch stabil und zeigen damit eine effiziente Alternative zur Ofen- und Gefriertrocknung.

13. Sicheres Trocknen von Larven der Schwarzen Soldatenfliege

14. Strahlungsbeständigkeit bei AlGaN/GaN-Transistoren

Diese Studie untersucht, wie lokale mechanische Spannungen die Strahlungsbeständigkeit von AlGaN/GaN-High-Electron-Mobility-Transistoren beeinflussen. Eine Behandlung mittels Elektronenwindkraft reduziert Restspannungen und Defekte in der Nähe elektrisch empfindlicher Bereiche. Die behandelten Bauelemente zeigen nach der Bestrahlung eine geringere Degradation und verdeutlichen damit einen vielversprechenden Ansatz zur Verbesserung der Zuverlässigkeit von Transistoren in strahlungsintensiven Umgebungen.

14. Strahlungsbeständigkeit bei AlGaN/GaN-Transistoren

15. Mikrowellen-Methanpyrolyse zur Gewinnung von Wasserstoff

Diese Studie untersucht die mikrowellenunterstützte Methanpyrolyse zur Herstellung von Wasserstoff ohne direkte Kohlendioxidemissionen. Ein Wirbelschichtreaktor wandelt Methan in Wasserstoff um und bindet dabei den Großteil des entstehenden Kohlenstoffs in fester Form. Im Vergleich zur konventionellen Erwärmung erhöht die Mikrowellenerwärmung die Methanumwandlung, die Effizienz der Kohlenstoffabscheidung und die Produktion von graphitischem Kohlenstoff.

15. Mikrowellen-Methanpyrolyse zur Gewinnung von Wasserstoff

16. Schneller, sich selbst wiederholender LCE-Aktuator

Diese Studie stellt einen schnellen, selbstständig wiederholbaren Aktuator auf Basis eines eingespannten Flüssigkristall-Elastomerfilms vor. Eine starre Schicht erzeugt ohne externe Unterstützung schnelle, temperaturgesteuerte Schnappbewegungen in weniger als 30 Millisekunden. Der Aktuator zeigt Potenzial für Anwendungen wie Feueralarme und selbstangetriebene Softroboter.

16. Schneller, sich selbst wiederholender LCE-Aktuator

17. Induktionserwärmung metallischer Biomaterialien

Diese Studie bewertet die kontaktlose Induktionserwärmung metallischer Biomaterialien für den potenziellen Einsatz bei der Behandlung implantatassoziierter Infektionen. Experimente und ein analytisches Modell untersuchen, wie Magnetfeldstärke und Frequenz die Erwärmung des Materials beeinflussen. Ein Konzept für ein beschichtetes Hüftimplantat zeigte eine erhöhte lokale Erwärmung und unterstützt damit die weitere Entwicklung von Behandlungen mittels magnetischer Hyperthermie.

17. Induktionserwärmung metallischer Biomaterialien

18. Thermisches haptisches Feedback für die virtuelle Realität

Diese Studie stellt ein haptisches Display mit physischem Kontakt vor, das Virtual-Reality-Erlebnisse um thermisches Feedback ergänzt. Das System ermöglicht es Nutzern, Temperaturveränderungen wahrzunehmen, ohne zusätzliche Geräte tragen zu müssen. Nutzertests zeigen, dass thermisches Feedback die Immersion verbessert und das gesamte haptische Erlebnis in virtuellen Umgebungen bereichert.

18. Thermisches haptisches Feedback für die virtuelle Realität

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01. Gastemperatur im Dampfkesselofen

02. Direkte Biogasreformierung

03. RGB- und Wärmebildtechnik für landwirtschaftliche Roboter

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