VDE ITG; VDI/VDE GMA (Ed.)

ITG-Fb. 303: Sensoren und Messsysteme

Beiträge der 21. ITG/GMA-Fachtagung 10. – 11. Mai 2022 in Nürnberg

ITG-Fachberichte

2022, 534 pages, 140 x 124 mm, Slimlinebox, CD-Rom
ISBN 978-3-8007-5835-7, e-book: ISBN 978-3-8007-5836-4
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Content Foreword

Die Fachtagung „Sensoren und Messsysteme" ist seit ihrer Begründung in Bad Nauheim im Jahr 1982 zur bedeutendsten deutschsprachigen wissenschaftlichen Veranstaltung im Bereich der Sensorik geworden. Standen anfangs insbesondere Sensoren und ihre Technologien im Vordergrund, so verlagerte sich in den vergangenen Jahren das wissenschaftliche Interesse zunehmend auf die Einbindung von Sensoren in Messsysteme und auf deren Anwendung.

Besondere Schwerpunkte der Tagung im Jahr 2022 sollen Sensoren und Sensorsysteme für den in-dustriellen Einsatz sein, die in der jüngsten Zeit spezielle Aufmerksamkeit erfahren haben, z.B. Sensoren für die Umwelt und Nachhaltigkeit, Wasserstofftechnologien, Prozessmesstechnik, Internet der Dinge, Sicherheitssensorik, optische Messtechnik sowie thermische und gassensitive Sensoren. Gleichermaßen soll die Tagung auch über neue Entwicklungen auf dem Gebiet der berührungslosen Messtechnik, der Metrologie sowie der Zustandsüberwachung berichten, so dass ein ausgewogener Einblick in die aktuelle Entwicklung des Fachgebietes präsentiert wird.

Die Tagung wird nach einer Corona-Zwangspause in diesem Jahr wieder vom 10. bis 11. Mai parallel zur Messe SENSOR+TEST im NürnbergConvention Center stattfinden. An zwei Tagen sind neben eingeladenen Beiträgen und Übersichtsvorträgen Präsentationen in parallelen Sitzungen und Poster-Sitzungen vorgesehen. Die Tagung wird gemeinsam von der Informationstechnischen Gesellschaft im VDE (ITG) und der VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA) getragen und im Jahr 2022 turnusmäßig von der ITG gestaltet.
Die Informationstechnische Gesellschaft im VDE (VDE ITG) ist als interdisziplinär arbeitende, wissenschaftliche Fachgesellschaft in das fachübergreifende Netzwerk des VDE eingebunden. Sie agiert als Schnittstelle für Experten der Informationstechnik (ITK) in Wirtschaft, Verwaltung, Lehre und Forschung. Ihre Mitglieder bündeln in enger internationaler Anbindung die deutsche Kompetenz im Bereich der ITK. Die ITG fördert Forschung und Anwendung dieser Schlüsseltechnologie sowie deren effizienten Einsatz in den Bereichen Daten- und Kommunikationstechnik und -systeme, Umweltschutz, Medizin und Verkehr.
Mit ihrem weitgespannten internationalen Netzwerk versteht sich die ITG als Plattform für Innova-tionen und Wissenstransfer für die erfolgreiche Kooperation von Industriepartnern und Forschungseinrichtungen. Hierzu führt die ITG eine ganze Reihe von Fachtagungen, Diskussionssitzungen und Workshops durch. Mit ihren Studien und Empfehlungen bringt die ITG ihre Expertise in Politik und Gesellschaft ein und nimmt an Förderprogrammen teil.
Ein weiter Schwerpunkt der ITG-Aktivitäten ist die intensive Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses sowie der Aus- und Weiterbildung der auf dem Gebiet der Informationstechnik tätigen Ingenieure und Wissenschaftler.

In der VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (VDI/VDE GMA) bündeln der Verein Deutscher Ingenieure e.V. (VDI) und der Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik (VDE) die gemeinsamen Aktivitäten im Bereich Mess- und Automatisierungstechnik.
Die GMA leistet einen wesentlichen Beitrag zur Weiterentwicklung der Mess- und Automatisierungstechnik und zur Verbreitung des Wissens um die modernen Techniken, die in diesem Fachgebiet heute zur Anwendung kommen. Zu den aktuell relevanten Themen der GMA gehören Digitale Transformation, Industrie 4.0, Künstliche Intelligenz (KI), Autonome Systeme, Multi-Sensorik, Bildverarbeitung und IT-Security.
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Resonante photoakustische Zellen zum laserbasierten Methannachweis

Authors:
Schmitt, Katrin; Sendelbach, Mara; Strahl, Thomas; Weber, Christian; Wöllenstein, Jürgen

3

Simulating Miniaturized Open Photoacoustic Gas Sensors

Authors:
Essing, Simon; Schrag, Gabriele; Tumpold, David

4

MEMS basierte Mikro-Pellistoren zur Detektion von Methan

Authors:
Pernau, H.-F.; Yurchenko, O.; Bierer, B.; Jägle, M.; Dreiner, S.; Naumann, F.; Wöllenstein, J.

5

6

Prüfstand für temperatursensitive Farben und grundlegende Untersuchungen von Oberflächentemperaturen

Authors:
Gehrmann, Stephan; Bartz, Frederik; Skrotzki, Dirk; Augustin, Silke; Dresler, Christian

7

Polymers as microsensors: Fabrication of Electrically Conducting Interpenetrating Polymer Networks for Temperature Sensors

Authors:
Ziemer, Thorben; Sdrenka, Sebastian; Tolchkova, Kristina; Ziegmann, Gerhard; Rembe, Christian

8

Dosimeterartige Sensoren zur Detektion krebserzeugender Stoffe

Authors:
Schönauer-Kamin, Daniela; Wagner, Ricarda; Bäther, Wolfgang; Moos, Ralf

9

LED basierter, miniaturisierter photoakustischer CO2-Sensor zur Umgebungsluftüberwachung

Authors:
Weber, Christian; Yassine, Hassan; Eberhardt, Andre; Schmitt, Katrin; Wöllenstein, Jürgen

10

Kombinierter Stickoxid- und Sauerstoffsensor in Planartechnik

Authors:
Wöhrl, Thomas; Steiner, Monika; Herrmann, Julia; Hagen, Gunter; Kita, Jaroslaw; Moos, Ralf; Noack, Frank; Bleicker, Dirk

11

Wearable Gas Sensor Node for Large-Scale Environmental Monitoring

Authors:
Rodriguez Gutierrez, Gabriel; Wallesch, Emanuel; Ortiz Perez,Alvaro; Palzer, Stefan

12

Metrological evaluation of torque measurement up to 5 MN m under rotation in a 10 MW nacelle test bench

Authors:
Weidinger, Paula; Song, Zihang; Heller, Marcel; Zhang, Hongkun; Eustorgi, Karin

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14

Design of a 3D Printed Force Sensor in the Field of Robotics Utilizing an Embedded Constantan Wire as Sensing Element

Authors:
Hangst, Nikolai; Muellerleile, Jan; Wendt, Thomas M.; Stiglmeier, Lukas; Gawron, Philipp; Himmelsbach, Urban B.; Fischer, Anke

15

Herstellung eines piezoresistiven Drucksensors aus Siliziumcarbid mittels reaktiven Ionenätzen

Authors:
Mackowiak, Piotr; Erbacher, Kolja; Bäuscher, Manuel; Höppner, Katrin; Schiffer, Michael; Ngo, Ha-Duong; Schneider-Ramelow, Martin

16

Design of a Grounded Low-Cost Capacitive Liquid Level Sensor for Robotics Applications, especially in the Field of Gastronomy

Authors:
Hangst, Nikolai; Schroeder, Steffen; Wendt, Thomas M.; Stiglmeier, Lukas; Gawron, Philipp; Himmelsbach, Urban B.

17

In-Prozess-Messung der Werkzeugablenkung beim inkrementellen Blechumformen

Authors:
Terlau, Marina; von Freyberg, Axel; Stöbener, Dirk; Fischer, Andreas

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Industrial IoT system to support the assembly of large components

Authors:
Trostmann, Erik; Woitag, Martin; Warschewske, Florian; Berndt, Dirk; Gorr, Eugen

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Sensor Systems for Extremely Harsh Environments

Authors:
Kappert, Holger; Schopferer, Sebastian; Saeidi, Nooshin; Ziesche, Steffen; Olowinsky, Alexander; Naumann, Falk; Jaegle, Martin; Spanier, Malte

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Material Behaviour and Influence of Ceramics for Application in a Sensor Housing under High Temperature Load

Authors:
Kohler, Fabian; Kraemer, Jonas; Wilde, Juergen; Schulz, Michal; Fritze, Holger

23

Mehrlagenkeramische Sensorlösungen für die turbinennahe Druck- und Temperaturbestimmung

Authors:
Ziesche, Steffen; Goldberg, Adrian; Kappert, Holger; Schopferer, Sebastian

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Pd based MEMS Hydrogen Sensors

Authors:
Wienecke, Marion; Lengert, Maren; Weidner, Michael; Ciudin, Rodica; Heeg, Jan; Frank, Thomas; Kienke, Peter

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Entwicklung eines praxistauglichen POF-basierten Messsystems mittels digitaler I-OFDR zur Dehnungsdetektion

Authors:
Königsbauer, Korbinian; Aleksander, Wosniok; Nöther, Nils; Schaller, Maria-Barbara

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Optical Beam Gradient Sensor

Authors:
Mueller, N.; Luening, R.; Fleischmann, F.

29

Theoretical Considerations on Photo-Optical Measurement Data Registration Admissible as Evidence in Legal Metrology

Authors:
Esche, Marko; Schmidt, Manuel; Nischwitz, Martin; Elfroth, Marco; Heller, Stefan; Beermann, Markus; Asbach, Mark; Krausz, Barbara; Lierfeld, Marco

30

Metrological characterisation of rotational speed measurement using an inclinometer in a nacelle test bench

Authors:
Song, Zihang; Weidinger, Paula; Zhang, Hongkun; Heller, Marcel; Soares Oliveira, Rafael; Kumme, Rolf

31

Evaluation of Precision, Accuracy and Threshold for the Design of Vibrotactile Feedback in Eye Tracking Applications

Authors:
Fischer, Anke; Wendt, Thomas; Gawron, Philipp; Stiglmeier, Lukas; van Laerhoven, Kristof

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33

Schlieren imaging with fractional Fourier transform to visualise ultrasonic fields

Authors:
Hetkaemper, Tim; Claes, Leander; Henning, Bernd

34

Absolute optical spectroscopy for determining the degree of cross-linking of plastics

Authors:
Halmen, Norbert; Mittelberg, Linda; Baudrit, Benjamin; Hochrein, Thomas; Bastian, Martin; Bergmann, Florian; Reitzle, Dominik; Happ, Claudia Scalfi; Kienle, Alwin

35

Development of a compact NIR sensor using MEMS-FPI NIR spectral detectors

Authors:
Otto, Janek; Krieger, Karl-Ludwig; Andreesen, Harald

36

Using the Phase Response of Fiber Bragg Gratings for Measurement Applications

Authors:
Nordmeyer, Ulrich; Neumann, Niels; Thiel, Torsten; Kojucharow, Konstantin; Plettemeier, Dirk

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Quasi-Digital CMOS Temperature Sensor for on-Chip Thermal Monitoring of Self-X Systems

Authors:
Alraho, Senan; Zaman, Qummar; Koenig, Andreas

40

Differentiating between serial, hybrid and parallel dimensional metrology

Authors:
Wenig, Elisa; Groemme, Ulrich; Hausotte, Tino

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Amplituden- und Phasenmodulation in der Lock-In-gefilterten differentiellen konfokalen Profilometrie

Authors:
Belkner, Johannes; Stauffenberg, Jaqueline; Häcker, Annika-Verena; Ortlepp, Ingo; Manske, Eberhard

43

Contact Resonance Imaging with Vertical Nanowire Arrays

Authors:
Fahrbach, Michael; Xu, Jiushuai; Klapetek, Petr; Martinek, Jan; Peinera, Erwin

44

Wireless read-out of a resonant temperature sensor over an acoustic channel

Authors:
Schaechtle, T.; Aftab,Taimur; Reindl, Leonhard M.; Rupitsch, Stefan J.

45

Wiegand-Effect-Powered Wireless IoT Sensor Node

Authors:
Wiegner, Jonas; Volker, Hanno; Mainz, Fabian; Backes, Andreas; Loeken, Michael; Huening, Felix

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Development of a Compact Wireless Sensor for Electric Field Measurements

Authors:
Lenzhofer, M.; Zikulnig, J.; Mayer, C.; Kosel, J.

48

Die NAMUR Technologie-Roadmap „Prozess-Sensoren 2027+“ – Thesen und Anwendungsbeispiele

Authors:
Gruembel, Frank; Vahlenkamp, Marc; Weber, Niels; Lambrecht, Armin

49

Ultrasound based Fouling Detection in Polymerization Processes

Authors:
Osenberg, Marco; Foerster, Jan; Westerdick, Stephan; Tebruegge, Jan; von Grotthuss, Esther; Musch, Thomas

50

Kompaktes ATR Sensormodul für die Flüssigkeitsanalyse

Authors:
Isserstedt-Trinke, Annett; Lambrecht, Armin; Bolwien, Carsten; Fuhr, Hendrik; Sulz, Gerd; Magi, Andre; Biermann, Steffen; Woellenstein, Juergen

51

Planar mapping of the liquid fraction of froth using ultrasound

Authors:
Emmerich, Hannes; Knuepfer, Leon; Trtik, Pavel; Eckert, Kerstin; Heitkam, Sascha; Starke, Eric; Weik, David; Buettner, Lars; Czarske, Juergen

52

Prediction quality, domain adaptation and robustness of machine learning methods: a comparison

Authors:
Goodarzi, Payman; Schuetze, Andreas; Schneider, Tizian

53

Automated Condition Monitoring for Helical Gears based on measuring Instantaneous Angular Speed with Magnetoresistive Sensors

Authors:
Pueltz, Sebastian; Robin, Yannick; Koch, Yanik; Quirnheim Pais, David; Rauber, Lukas; Kirchner, Eckhard; Schuetze, Andreas; Schneider, Tizian

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A Fast, Ultra-Low Noise Current Amplifier with Linear Range from Femtoamperes to Nanoamperes

Authors:
Wendt, Cornelius; Bohnhorst, Alexander; Zimmermann, Stefan; Kirk, Ansgar T.

56

Optimization of Electrical Oscillators for an Efficient Operation of Resonant Piezoelectric Sensors

Authors:
Wich, Manfred; Hubert, Florian; Helmerich, Jan; Rupitsch, Stefan J.

57

Fast Spectrum Monitoring System for the 2.45 GHz ISM-Band Based on Standard RF-Transciever Chips

Authors:
Solzbacher, Bettina; Doebbert, Thomas; Cammin, Christoph; Scholl, Gerd

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Digital twins for flexible linking of live sensor data with real-time models

Authors:
Jedermann, Reiner; Singh, Kunal; Lang, Walter; Mahajan, Pramod

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Miniaturisiertes DSC-Gerät mit integrierter Wägeeinrichtung: Erste Schritte

Authors:
Distler, Johanna; Wöhrl, Thomas; Werner, Robin; Moos, Ralf; Kita, Jaroslaw

63

Vorstellung des Konzepts eines keramischen Wärmestromsensors

Authors:
Bartz, Frederik; Gehrmann, Stephan; Augustin, Silke; Marin, Sebastian; Lohrberg, Carolin

64

Uncooled IRFPAs based on scalable nanotube microbolometers with 6 μm pixel pitch for thermal imaging

Authors:
Blaeser, S.; Michel, M.; Zakizade, E.; Geruschke, T.; Weyers, S.; Weiler, D.

65

66

Innovative Sensor Application: Sensor Egg in the Nest of Curlews

Authors:
Gintner, Klemens; Bartman, Thomas; Beck, Bernhard; Hellstern, Leon; Huss, Raphael; Boschert, Martin; Reinschmidt, Matthias

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Detection of microplastics in water using electrical impedance spectroscopy and support vector machines

Authors:
Bifano, Luca; Meiler, Valentin; Peter, Ronny; Fischerauer, Gerhard

69

A novel approach to optically detect microplastic in an environmental matrix with Rapid-FLIM

Authors:
Wohlschlaeger, Maximilian; Versen, Martin; Laforsch, Christian

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Structural Health Monitoring of Bridges using both local vibrations and structure-borne acoustic waves

Authors:
Peter, Ronny; Michel, Markus; Baumann, Lukas; Fischerauer, Alice; Fischerauer, Gerhard

72

Eignung des Potentialsondenverfahrens für die Zustandsüberwachung von Brücken

Authors:
Schneegans, Erik; Hug, Joachim; Rembe, Christian

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Non-destructive differentiation of treated and non-treated wood using fluorescence lifetime imaging microscopy

Authors:
Leiter, Nina; Wohlschlaeger, Maximilian; Versen, Martin; Laforsch, Christian

77

Faseroptik Sensorsystem zur Überwachung von Rotationsereignissen und -phänomenen

Authors:
Lange, Oliver; Lange, Werner R.; von Huenerbein, Karen; Taschke, Simon

78

Messtechnologien im Einsatz: Anforderungen für die Verwendung neuer Sensorsysteme im Bevölkerungsschutz

Authors:
Braun, Alexandra; Landsberg, Lennart; Mudimu, Ompe Aimé

79

Detektion der Atembewegung mit einem Radarsystem

Authors:
Shi, Di; Aftab, Taimur; Gidion, Gunnar; Reindl, Leonhard M.; Rupitsch, Stefan J.

80

Laser-basierte Ferndetektion von Propan und Methan

Authors:
Herbst, Johannes; Rademacher, Sven; Strahl, Thomas; Maier, Eric; Wöllenstein, Jürgen

81

82

Miniaturisierter transkutaner Sensor für die Überwachung der CO2-Blusgaswerte

Authors:
El-Safoury, Mahmoud; Weber, Christian; Yassine, Hassan; Wöllenstein, Jürgen; Schmitt, Katrin

83

84

Towards the practical use of active methane imaging

Authors:
Bergau, Max; Strahl, Thomas; Scherer, Benjamin; Woellenstein, Juergen

85

Aktive optische Bildgebung zum Aufspüren von kleinen Methanlecks

Authors:
Strahl, Thomas; Herbst, Johannes; Bergau, Max; Schmitt, Katrin; Wöllenstein, Jürgen

86

New high resolution Thermopile Arrays for IR Imaging, person detection and consumer applications

Authors:
Schieferdecker, Joerg; Schnorr, Michael; Forg, Bodo; Herrmann, Frank; Schmidt, Christian; Leneke, Wilhelm; Simon, Marion; Schulze, Mischa

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Intelligent Instrumented Belaying System in Sports Climbing

Authors:
Oppel, Heiko; Munz, Michael

90

Sensoren für Test Rigs – MADE TO MEASURE

Authors:
Holtkamp, Hans Ajiet

91

Concept of a monolithic stiffness-compensated mechanism for high-resolution force sensors

Authors:
Wittke, Martin; Torres Melgarejo, Mario Andre; Theska, Rene

92

Weiterentwicklung inlinefähiger Messsysteme zur Quantifizierung von Additiven in hochgefüllten Medien

Authors:
Klein, Julia; Halmen, Norbert; Dietl, Kilian; Mittelberg, Linda; Baudrit, Benjamin; Hochrein, Thomas; Bastian, Martin; Bäuerle, Tim; Stuhl, Alexander; Brecht, Marc

93

Cavity Perturbation for In-Situ Monitoring of Microplastics in Water

Authors:
Peter, Ronny; Bifano, Luca; Fischerauer, Gerhard

94

Strahlungsresistente, temperaturstabile Bolometer für Fusionsexperimente

Authors:
Schmitt, Stefan; Detemple, Peter; Ingesson, L. C.; Penzel, F.; Meister, H.

95

Separation Estimation with Thermal Cameras for Separation Monitoring in Human-Robot Collaboration

Authors:
Himmelsbach, Urban B.; Hangst, Nikolai; Gawron, Philipp; Stiglmeier, Lukas; Wendt, Thomas M.

96

Kalibrierenrichtung für Wärmestromsensoren

Authors:
Marin, Sebastian; Augustin, Silke; Beerel, Joseph; Fröhlich, Thomas; Bartz, Frederik; Gehrmann, Stephan

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Monitoring of defrosting in food by ultrasound measurement techniques

Authors:
Jha, Ruchi; Lang, Walter; Jedermann, Reiner

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Simulation and Verification of 3D Printed Oscillators for Vibration Energy Harvester

Authors:
Gawron, Philipp; Wendt, Thomas M.; Hangst, Nikolai; Stiglmeier, Lukas; Himmelsbach, Urban B.; Fischer, Anke

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An internet of things system for monitoring and control of mobile Diesel tanks

Authors:
Rodriguez Gutierrez, Gabriel; Ouyang, Yixing; Ortiz Perez, Alvaro; Palzer, Stefan

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Innovative mixing technique by self-regulating pressurisation

Authors:
Millauer, Jan; Minieri, Marilena; Foitzik, Andreas H.

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Energy self-sufficient systems for monitoring sewer networks

Authors:
Mathis, Simon; Gruber, Juan-Mario; Ebi, Christian; Bloem, Simon; Rieckermann, Joerg; Blumensaat, Frank

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