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Beschichtung großer mobiler maritimer Konstruktionen mit sprühfähigen Hartschäumen – Teilvorhaben: Nicht-invasives akustisches „Structural Health Monitoringystem“ für PUR-basierte Beschichtungssysteme
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<p>Im Projekt „Megayachtschaum“ sollen neuartige Beschichtungssysteme für Schiffsrümpfe entwickelt werden, die die Anforderungen an eine Oberflächenbeschichtung besser erfüllen, als die derzeitigen epoxidharzbasierten Beschichtungssysteme. Das Material soll robuster sein, insbesondere was Materialdefekte wie Rissbildung oder Delamination angeht, und sich automatisiert per Roboter auftragen lassen. Das Projekt ist ein Verbundvorhaben mit insgesamt 7 Partnern aus Industrie und Forschung.</p><p>Das Institut für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) wird im Teilvorhaben ein zerstörungsfreies und onlinefähiges Structural Health Monitoring-Systems (SHM) für die ortsaufgelöste Messung von Schäden am Schiffsrumpf entwickeln, das insbesondere an das im Vorhaben entwickelte schaumbasierte PUR-System angepasst ist.</p><p>Die Technologie zur Überwachung des Schiffsrumpfes soll auf sogenannten akustischen Oberflächenwellen – einer Sonderform des Ultraschalls – basieren. Die SHM-Sensorik soll dabei zum einen an neuralgische Stellen der Rumpfinnenseite angebracht werden, um nicht-invasiv und im laufenden Betrieb (auf See) die Ablösung der Hartschaumschicht vom Stahl oder das Eindringen von Wasser zu detektieren. Parallel soll im Rahmen des Teilvorhabens untersucht werden, ob mit dem akustischen Verfahren auch eine Erkennung von Haarrissen auf der Lackbeschichtung des äußeren Schiffsrumpfes sowie die Messung der Delamination der PUR-Schaumschicht vom Decklaminat möglich ist. Zudem soll geprüft werden, ob sich das akustische Verfahren auch zur Erkennung von Lufteinschlüssen in der Decklaminatschicht eignet. Ziel ist die Entwicklung eines für die Überwachung großer Teilflächen des Schiffsrumpfs geeigneten Sensorsystems mit ausreichender Ortsauflösung, welches eine quasi-kontinuierliche Zustandsüberwachung von PUR-basierten Beschichtungssystem im Betrieb erlaubt und so zur Qualitätssicherung beiträgt.</p><p></p>
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Im Projekt „Megayachtschaum“ sollen neuartige Beschichtungssysteme für Schiffsrümpfe entwickelt werden, die die Anforderungen an eine Oberflächenbeschichtung besser erfüllen, als die derzeitigen epoxidharzbasierten Beschichtungssysteme. Das...
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<p>Guided acoustic waves (GAW) have proven to be a useful tool for structural health monitoring (SHM). However, the dispersive nature of commonly used Lamb waves compromises the spatial resolution making it difficult to detect small or weakly reflective defects. Here we demonstrate an approach that can compensate for the dispersive effects, allowing advanced algorithms to be used with significantly higher signal-to-noise ratio and spatial resolution. In this paper, the sign coherence factor (SCF) extension of the total focusing method (TFM) algorithm is used. The effectiveness is examined by numerical simulation and experimentally demonstrated by detecting weakly reflective layers with a highly dispersive A0 mode on an aluminum plate, which are not detectable without compensating for the dispersion effects.</p>
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The website of Coburg University of Applied Sciences was translated using translation software provided by a third-party provider such as DeepL. The official text is the German version of the website. No liability is assumed, either explicitly or implicitly, for the accuracy, reliability, or correctness of the translations into another language.

Laufzeit: 01.01.2019 - 30.09.2022

Forschungsschwerpunkt: HRK Schwerpunkt Sensorik und Analytik

MegayachtSchaum

Beschichtung großer mobiler maritimer Konstruktionen mit sprühfähigen Hartschäumen – Teilvorhaben: Nicht-invasives akustisches „Structural Health Monitoringystem“ für PUR-basierte Beschichtungssysteme

Im Projekt „Megayachtschaum“ sollen neuartige Beschichtungssysteme für Schiffsrümpfe entwickelt werden, die die Anforderungen an eine Oberflächenbeschichtung besser erfüllen, als die derzeitigen epoxidharzbasierten Beschichtungssysteme. Das...

Übersicht

Dauer:

01.01.2019 - 30.09.2022

Dauerhaft:

International:

Nein

Links:

Förderkennzeichen:

03SX440E

Förderprogramm:

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Forschungsschwerpunkt:

HRK Schwerpunkt Sensorik und Analytik

Projektträger:

Projektförderung:

  • Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz

Schlagworte:

ISAT, TraFo, Sensorik, Geführte akustische Wellen, Sensorik und Analytik

Förderprogramm:

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Mittelgeber:

Projektleitung

Projektbearbeitung

Projektleitung
Klaus Stefan Drese

Projektbearbeitung
Alexander Backer

Partner

  • G. Theodor Freese GmbH
  • Hamburgische Schiffbau-Versuchsanstalt GmbH
  • ABEKING & RASMUSSEN Schiffs- und Yachtwerft SE
  • Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung e.V.
  • Yachtwerft-Meyer GmbH

Projektträger

Projektbeschreibung

One Pager Strukturüberwachung mit Phased Array
One Pager Strukturüberwachung mit Phased Array
© Hochschule Coburg

Im Projekt „Megayachtschaum“ sollen neuartige Beschichtungssysteme für Schiffsrümpfe entwickelt werden, die die Anforderungen an eine Oberflächenbeschichtung besser erfüllen, als die derzeitigen epoxidharzbasierten Beschichtungssysteme. Das Material soll robuster sein, insbesondere was Materialdefekte wie Rissbildung oder Delamination angeht, und sich automatisiert per Roboter auftragen lassen. Das Projekt ist ein Verbundvorhaben mit insgesamt 7 Partnern aus Industrie und Forschung.

Das Institut für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) wird im Teilvorhaben ein zerstörungsfreies und onlinefähiges Structural Health Monitoring-Systems (SHM) für die ortsaufgelöste Messung von Schäden am Schiffsrumpf entwickeln, das insbesondere an das im Vorhaben entwickelte schaumbasierte PUR-System angepasst ist.

Die Technologie zur Überwachung des Schiffsrumpfes soll auf sogenannten akustischen Oberflächenwellen – einer Sonderform des Ultraschalls – basieren. Die SHM-Sensorik soll dabei zum einen an neuralgische Stellen der Rumpfinnenseite angebracht werden, um nicht-invasiv und im laufenden Betrieb (auf See) die Ablösung der Hartschaumschicht vom Stahl oder das Eindringen von Wasser zu detektieren. Parallel soll im Rahmen des Teilvorhabens untersucht werden, ob mit dem akustischen Verfahren auch eine Erkennung von Haarrissen auf der Lackbeschichtung des äußeren Schiffsrumpfes sowie die Messung der Delamination der PUR-Schaumschicht vom Decklaminat möglich ist. Zudem soll geprüft werden, ob sich das akustische Verfahren auch zur Erkennung von Lufteinschlüssen in der Decklaminatschicht eignet. Ziel ist die Entwicklung eines für die Überwachung großer Teilflächen des Schiffsrumpfs geeigneten Sensorsystems mit ausreichender Ortsauflösung, welches eine quasi-kontinuierliche Zustandsüberwachung von PUR-basierten Beschichtungssystem im Betrieb erlaubt und so zur Qualitätssicherung beiträgt.

Veröffentlichungen im Web

Datum

26.04.2023

Veroeffentlichungsart

Zeitschriftenbeiträge

Forschungsschwerpunkt

HRK Schwerpunkt Sensorik und Analytik

Autoren

Alexander Backer, Viktor Fairuschin, Klaus Stefan Drese

Titel

On Dispersion Compensation for GAW-Based Structural Health Monitoring

Medien

Sensors

Link

https://doi.org/10.3390/s23094282

Abstract

Guided acoustic waves (GAW) have proven to be a useful tool for structural health monitoring (SHM). However, the dispersive nature of commonly used Lamb waves compromises the spatial resolution making it difficult to detect small or weakly reflective defects. Here we demonstrate an approach that can compensate for the dispersive effects, allowing advanced algorithms to be used with significantly higher signal-to-noise ratio and spatial resolution. In this paper, the sign coherence factor (SCF) extension of the total focusing method (TFM) algorithm is used. The effectiveness is examined by numerical simulation and experimentally demonstrated by detecting weakly reflective layers with a highly dispersive A0 mode on an aluminum plate, which are not detectable without compensating for the dispersion effects.

Heft

9

Band

23

Herausgeber

MDPI

Seiten

4282

Peer reviewed

Ja

Detailseite

Ja

Zitierung

Backer, Alexander; Fairuschin, Viktor; Drese, Klaus Stefan (2023): On Dispersion Compensation for GAW-Based Structural Health Monitoring . Sensors 23 (9), S. 4282. DOI: 10.3390/s23094282

Link

https://www.hs-coburg.de/publikation/3625-on-dispersion-compensation-for-gaw-based-structural-health-monitoring/