Durch das Forschungszentrum Rossendorf wurde in den Jahren 1996-1998 ein eigenes Strahlrohr fuer Experimente mit Synchrotronstrahlung an der ESRF (European Synchrotron Radioation Facility) in Grenoble/Frankreich aufgebaut. Das Strahlrohr verfuegt ueber zwei alternativ nutzbare Messplaetze fuer die Untersuchung von radioaktiven Proben mittels Roentgenabsorptionsspektroskopie und fuer Materialstrukturuntersuchungen mit Roentgendiffraktion. Der Bericht konzentriert sich auf die Arbeiten, die fuer die Steuerung der Optik und die Nutzung der Messplaetze hinsichtlich der Elektronik, Rechentechnik und Software erforderlich waren. Nach einer Beschreibung der Randbedingungen und einer Kurzcharakteristik der geraetetechnischen Basis werden wichtige Hardwarekomponenten fuer die Instrumentierung der Systeme vorgestellt. Die rechentechnische Basis wird anschliessend beschrieben. Die angewendeten Software-Grundprinzipien werden erlaeutert und diskutiert sowie an einigen Applikationen beispielhaft verdeutlicht. Abschliessend werden spezifische Probleme bei der Programmierung von Applikationen mit grafischer Bedienoberflaeche in Verbindung mit Geraetezugriffen behandelt. Tabellen, in denen die benutzten Hardware-Module und die Softwarekomponenten zusammengestellt sind, ermoeglichen einen Ueberblick ueber das Gesamtsystem. Das Literaturverzeichnis dient als Leitfaden fuer die Detaildokumentationen.

Ce travail de thèse s’inscrit dans les thèmes de la photodégradation et de la biodégradation de polymère pouvant être ou non d’origine renouvelable. Il a pour principal objectif d’étudier la durabilité photochimique de différents polymères ou mélanges de polymères utilisés en particulier dans l’agriculture et donc soumis à un vieillissement climatique. La structure chimique des polymères est un des principaux paramètres susceptible d’influencer la photodégradation. Un ensemble de (co)polyesters comportant des unités aliphatiques, cycliques et / ou aromatiques a été sélectionné dans le but d’exprimer une relation structure / photodurabilité. Le photovieillissement des matériaux a été réalisé en conditions naturelles et en conditions accélérées. Des mécanismes de photo-oxydation ont été proposés pour chacun des matériaux à partir de l’évolution des propriétés viscoélastiques traduisant celle de la structure macromoléculaire. Dans ce contexte, l’étude de la durabilité de ces matériaux respectueux de l’environnement doit s’intéresser à des systèmes extrêmement complexes dont chaque constituant est susceptible d’évoluer. Cette caractéristique exige de mettre au point une méthodologie permettant de déterminer la composition d’un biocomposite et d’en suivre les modifications en cours de vieillissement en même temps que l’évolution de la structuration de ces matériaux. / This thesis is part of the subject photodegradation and biodegradation of polymer that can be or not from renewable resources. Its main objective is to study the photochemical durability of various polymers or polymer blends used particularly in agriculture and therefore subject to weathering. The chemical structure of polymers is one of the main parameters that could influence the photodegradation. A set of (co)polyesters containing units aliphatic, cyclic and / or aromatic have been selected in order to express the relationships structure / photodurability. The photoageing of materials was carried out under natural and accelerated conditions. Photo-oxidation mechanisms have been suggested for each material based on the evolution of the viscoelastic properties reflecting the macromolecular structure. In this context, the study of the durability of these ecofriendly materials should address in highly complex systems in which each component is subject to change. This feature requires the development of a methodology to determine the composition of a biocomposite and monitor the changes during ageing at the same time as changing the structure of these materials.

Gyroscopes have been used in previous studies to measure the peak angular velocity of the shoe or foot in the frontal plane (evVel). However, it is not clear whether different test conditions (footwear hardness or locomotion speed) can influence the accuracy of evVel. The purpose of the present study was to compare the accuracy of gyroscopes and electrogoniometers when measuring evVel and the time until evVel (t_evVel) in 12 different conditions using a single axis gyroscope attached to the heel cap. Twenty-four recreational runners were instructed to walk and run on a 15-m indoor track at four locomotion speeds (1.5, 2.5, and 3.5 m/s, and individual running speed) and in three footwear conditions (low to high hardness). The gyroscope data and electrogoniometer data were sampled at a rate of 1000 Hz. Comparisons between both measurement devices showed small mean differences up to 49.8 ± 46.9 deg/s for evVel and up to 5.3 ± 3.5 ms for t_evVel. Furthermore, strong relationships between gyroscope and electrogoniometer data were found for evVel as well as for t_evVel for all conditions. It can be concluded that gyroscopes can be used to accurately determine evVel and t_evVel under a variety of conditions.

Durch das Forschungszentrum Rossendorf wurde in den Jahren 1996-1998 ein eigenes Strahlrohr fuer Experimente mit Synchrotronstrahlung an der ESRF (European Synchrotron Radioation Facility) in Grenoble/Frankreich aufgebaut. Das Strahlrohr verfuegt ueber zwei alternativ nutzbare Messplaetze fuer die Untersuchung von radioaktiven Proben mittels Roentgenabsorptionsspektroskopie und fuer Materialstrukturuntersuchungen mit Roentgendiffraktion. Der Bericht konzentriert sich auf die Arbeiten, die fuer die Steuerung der Optik und die Nutzung der Messplaetze hinsichtlich der Elektronik, Rechentechnik und Software erforderlich waren. Nach einer Beschreibung der Randbedingungen und einer Kurzcharakteristik der geraetetechnischen Basis werden wichtige Hardwarekomponenten fuer die Instrumentierung der Systeme vorgestellt. Die rechentechnische Basis wird anschliessend beschrieben. Die angewendeten Software-Grundprinzipien werden erlaeutert und diskutiert sowie an einigen Applikationen beispielhaft verdeutlicht. Abschliessend werden spezifische Probleme bei der Programmierung von Applikationen mit grafischer Bedienoberflaeche in Verbindung mit Geraetezugriffen behandelt. Tabellen, in denen die benutzten Hardware-Module und die Softwarekomponenten zusammengestellt sind, ermoeglichen einen Ueberblick ueber das Gesamtsystem. Das Literaturverzeichnis dient als Leitfaden fuer die Detaildokumentationen.

Hauptziel der Arbeit war es einen Ganganalyse-Meßplatz zu entwickeln, der es ermöglicht, sowohl die Kinematik als auch die Kinetik des Ganges zu messen. Für den praktischen Einsatz ist dabei die "online" - Fähigkeit des Meßsystems von Bedeutung. Wichtige Entwicklungskriterien waren auch die Nutzerfreundlichkeit und geringe Kosten. Nicht zuletzt sollte der modulare Aufbau des Systems eine nachträgliche Integration zusätzlicher Meßkomponenten ermöglichen. Die Wahl des Meßprinzips für die Kinetik des Ganges fiel auf den Einsatz von Druckmeßsohlen. Folgende Gründe führten u.a. zu dieser Entscheidung: · Eine Messung mit Druckmeßsohlen erlaubt die Bestimmung der örtlichen Druckverteilung unter dem Fuß beim Gehen, d.h. man erkennt an welcher Stelle des Fußes der Druck auftritt, ob an der Ferse oder am Vorfuß. · Die Auswertung kann anhand einer großen Zahl aufeinanderfolgender Schritte erfolgen. · Bei Messungen mit Sohlen ist man nicht ortsgebunden. Sowohl Untersuchungen auf dem Laufband, als auch im Laufgang sind möglich. Ebenso kann die Messung im beliebigen Gelän-de (z.B. auf dem Sportplatz oder auf der Treppe) durchgeführt werden. Für die Messung der Kinematik finden Goniometer Verwendung. Ebenso wie bei den Druckmeß-sohlen, sind Goniometermessungen nicht ortsgebunden. Wichtig für die Entscheidung zugunsten der Goniometrie ist auch, daß diese preiswerter ist als die meisten anderen kinematischen Meß-verfahren. An das Meßsystem können noch weitere Sensoren angeschlossen werden. Mögliche Sensoren sind zum Beispiel aktive Oberflächenelektroden für Elektromyographie-Messungen oder Beschleu-nigungssensoren. Die Datenübertragung erfolgt über Funk. Eine wesentliche Aufgabe zum Erreichen des Hauptziels, bestand darin, aufbauend auf dem all-gemein anerkannten Erkenntnisstand, Gangparameter zu entwickeln, welche die verschiedenen Einzelaspekte des menschlichen Ganges hinreichend genau beschreiben. Wichtig für die Datenre-duktion war dabei die Berechnung eines für den zu Untersuchenden typischen mittleren Schrittes. Insbesondere aus der Sicht der Nutzerfreundlichkeit ist eine Datenbank für die Charakterisierung des unauffälligen Ganges erstellt worden. Der Nutzer erhält damit die Möglichkeit, seine gemesse-nen Daten mit den Daten einer gangunauffälligen Probandengruppe zu vergleichen. / Main goal of the thesis was the development of a gait analysis measurement system, supporting the measurement of kinetics and kinematics of the gait. For practical application were important the online-abilities of the measuring system. Criteria for development were user friendliness and low cost. The modular build of the system is meant to provide the ability for later integration of other sensors. The choice of measuring principle for the kinetics of gait were pressure measuring insoles. The following reasons led to this decision: · The measurement with insoles allows locating the pressure distribution under the foot during walking, i.e. the point of pressure can be allocated to the forefoot or heel. · The evaluation can be based on many consecutive steps. · The measurement with insoles is not bound to a place. Measurement on a tread mill as well as on a defined stretch of hall. The measurement can take place in the surrounding of choice (for example in a sporting arena or on a stairway). For the kinematic measurements were used goniometers. As with the measurements with insoles the goniometer measurements are not bound to one place. An important reason for the decision to use goniometers rather than other kinematic measurement devices was amongst others it cost effectiveness. A number of different sensors can be attached to the measurement system. Other possible sensors could be active surface electrodes for electromyographic measurements or accelerometers. The data transmission is wireless. A main task on the way to reaching the main goal, was to develop gait parameters basing on the current knowledge which describe the different aspects of human gait appropriately. An important step towards data reduction was the calculation of a typical average step for the examinee. With view towards user friendliness a data base was developed in order to facilitate the characterisation of normal gait. The user can compare his measured data to the data of a group with normal gait.

Repetitive tasks, awkward hand/wrist postures and forceful exertions are known risk factors for work-related musculoskeletal disorders (WMSDs) of the hand and wrist. WMSD is a major cause of long work absence, productivity loss, loss in wages and individual suffering. Currently available assessment methods of the hand/wrist motion have the limitations of being inaccurate, e.g. when using self-reports or observations, or expensive and resource-demanding for following analyses, e.g. when using the electrogoniometers. Therefore, there is a need for a risk assessment method that is easy-to-use and can be applied by both researchers and practitioners for measuring wrist angular velocity during an 8-hour working day. Wearable Inertial Measurement Units (IMU) in combination with mobile phone applications provide the possibility for such a method. In order to apply the IMU in the field for assessing the wrist velocity of different work tasks, the accuracy of the method need to be examined. Therefore, this laboratory experiment was conducted to compare a new IMU-based method with the traditional goniometer and standard optical motion capture system. The laboratory experiment was performed on twelve participants. Three standard hand movements, including hand/wrist motion of Flexion-extension (FE), Deviation, and Pronationsupination (PS) at 30, 60, 90 beat-per-minute (bpm), and three simulated work tasks were performed. The angular velocity of the three methods at 50th and 90th percentile were calculated and compared. The mean absolute error and correlation coefficient were analysed for comparing the methods. Increase in error was observed with increase in speed/bpm during the standard hand movements. For standard hand movements, comparison between IMUbyaxis and Goniometer had the smallest difference and highest correlation coefficient. For simulated work tasks, the difference between goniometer and optical system was the smallest. However, for simulated work tasks, the differences between the compared methods were in general much larger than the standard hand movements. The IMU-based method is seen to have potential when compared with the traditional measurement methods. Still, it needs further improvement to be used for risk assessment in the field. / Upprepade uppgifter, besvärliga hand- / handledsställningar och kraftfulla ansträngningar är kända riskfaktorer för arbetsrelaterade muskuloskeletala störningar (WMSD) i hand och handled. WMSD är en viktig orsak till lång frånvaro, produktivitetsförlust, löneförlust och individuellt lidande. För närvarande tillgängliga bedömningsmetoder för hand / handledsrörelser har begränsningarna att vara felaktiga, t.ex. när du använder självrapporter eller observationer, eller dyra och resurskrävande för följande analyser, t.ex. när du använder elektrogoniometrarna. Därför finns det ett behov av en riskbedömningsmetod som är enkel att använda och som kan användas av både forskare och utövare för att mäta handledens vinkelhastighet under en 8-timmars arbetsdag. Wearable Inertial Measuring Units (IMU) i kombination med mobiltelefonapplikationer ger möjlighet till en sådan metod. För att kunna använda IMU i fältet för att bedöma handledens hastighet för olika arbetsuppgifter måste metodens noggrannhet undersökas. Därför genomfördes detta laboratorieexperiment för att jämföra en ny IMU-baserad metod med den traditionella goniometern och det vanliga optiska rörelsefångningssystemet. Laboratorieexperimentet utfördes på tolv deltagare. Tre standardhandrörelser, inklusive hand / handledsrörelse av Flexion-extension (FE), Deviation och Pronation-supination (PS) vid 30, 60, 90 beat-per-minut (bpm) och tre simulerade arbetsuppgifter utfördes. Vinkelhastigheten för de tre metoderna vid 50: e och 90: e percentilen beräknades och jämfördes. Det genomsnittliga absoluta felet och korrelationskoefficienten analyserades för att jämföra metoderna. Ökning av fel observerades med ökning av hastighet/bpm under standardhandrörelserna. För standardhandrörelser hade jämförelsen mellan IMUbyaxis och Goniometer den minsta skillnaden och högsta korrelationskoefficienten. För simulerade arbetsuppgifter var skillnaden mellan goniometer och optiskt system den minsta. För simulerade arbetsuppgifter var dock skillnaderna mellan de jämförda metoderna i allmänhet mycket större än de vanliga handrörelserna. Den IMUbaserade metoden anses ha potential jämfört med traditionella mätmetoder. Ändå behöver det förbättras för att kunna användas för riskbedömning på fältet.

Measurements of process variations and particle morphology are widely employed in the pulp and paper industry. Two techniques with high potential, infrared thermography and microparticle characterisation, are mainly used qualitatively. Quantitative thermography requires knowledge of the emittance, a material property which has not been measured under many process-relevant conditions. Quantitative characterisation of microparticles, e.g. pulp fines and mineral fillers, requires the analysis of a large number of particles, which can be accomplished using flow microscopes. Flow microscopes for pulp analysis have had insufficient spatial resolution to resolve fines and fillers. Additionally, there has been a lack of methods which can differentiate between fines and fillers in a mixed suspension. State-of-the-art instruments for particle image analysis were evaluated and compared to laser diffractometry, a measurement method based on scattering by diffraction. Laser diffractometry was found to be highly sensitive to the complex refractive index of the particles, and especially to its change due to moisture absorption. A high-resolution imaging flow cytometer and a high-resolution fibre analyser were found to be complementary for characterisation of pure fines and fines/filler mixtures, and superior to laser diffractometry. A method for differentiating between fines and fillers in a suspension based on their autofluorescence and side-scattering was proposed and qualitatively evaluated. Furthermore, a method for measuring the directional and integrated emittance of paper was developed and its accuracy was determined. Measurements on a wide range of samples showed that the emittance of fibre-based materials vary significantly with wavelength, pulp type, observation angle, and moisture content. By applying measured quantitative values of the emittance, the thermal energy emitted by sack paper samples during mechanical deformation could be quantitatively calculated. The increase in thermal energy at the time of rupture was found to correlate well with the elastic share of the mechanical energy that was stored in the sample during its elongation. In summary, the results of this work have facilitated the use of quantitative microparticle analysis and infrared thermography for pulp and paper applications. / Mätningar av processvariationer och partiklars form och storlek utförs i stor skala inom massa- och pappersindustrin. Två mättekniker med stor potential, infraröd termografi och mikropartikel-karaktärisering, används mest kvalitativt idag. Kvantitativ termografi kräver att provets emittans är känd. Emittansen är en materialegenskap som inte har mätts för många förhållanden som är relevanta inom papperstillverkning. Kvantitativ karaktärisering av partiklar kräver att ett tillräckligt stort antal partiklar analyseras, något som kan göras med flödesmikroskop. Flödesmikroskop för mäldanalys har haft otillräcklig upplösning för att karaktärisera mikrometerstora partiklar, t.ex. fines och fyllmedel. Det har heller inte funnits någon metod som kan särskilja mellan fines och fyllmedel i en blandning. Högupplösta mätinstrument för bildbaserad mikropartikelkaraktärisering utvärderades och jämfördes med en laserdiffraktometer, en mätmetod baserad på ljusspridning genom diffraktion. Laserdiffraktometerns mätresultat påverkades starkt av det brytningsindex som antogs för provet, och hur brytningsindexet ändrades med fukthalt. En högupplöst bildbaserad flödescytometer och en högupplöst fibermätare konstaterades komplettera varandra vid mätningar av mäldens finmaterial. De var även pålitligare än laserdiffraktometern vid mätningar av organiskt finmaterial. En metod för att skilja mellan organiskt och oorganiskt finmaterial i en mäld baserat på deras autofluorescens och ljusspridning presenterades och utvärderades kvalitativt. En metod för att mäta den vinkelberoende och våglängdsintegrerade emittansen hos fiberbaserade material utvecklades och dess mätnoggrannhet utvärderades. Mätningar på ett stort antal prover visade att emittansen varierade betydligt med våglängd, mäldtyp, observationsvinkel, och fukthalt. Genom att använda den uppmätta emittansen kunde den termiska energin som frigjordes av ett säckpappersprov vid brottögonblicket beräknas. Denna energi korrelerade väl med den elastiska energi som lagrades i provet medan det töjdes, fram till tidpunkten för brottet. Sammanfattningsvis har resultaten av detta arbete möjliggjort kvantitativ användning av mikropartikel-karaktärisering och infraröd termografi i massa- och papperstillämpningar. / <p>QC 20160122</p>

Gyroscopes have been used in previous studies to measure the peak angular velocity of the shoe or foot in the frontal plane (evVel). However, it is not clear whether different test conditions (footwear hardness or locomotion speed) can influence the accuracy of evVel. The purpose of the present study was to compare the accuracy of gyroscopes and electrogoniometers when measuring evVel and the time until evVel (t_evVel) in 12 different conditions using a single axis gyroscope attached to the heel cap. Twenty-four recreational runners were instructed to walk and run on a 15-m indoor track at four locomotion speeds (1.5, 2.5, and 3.5 m/s, and individual running speed) and in three footwear conditions (low to high hardness). The gyroscope data and electrogoniometer data were sampled at a rate of 1000 Hz. Comparisons between both measurement devices showed small mean differences up to 49.8 ± 46.9 deg/s for evVel and up to 5.3 ± 3.5 ms for t_evVel. Furthermore, strong relationships between gyroscope and electrogoniometer data were found for evVel as well as for t_evVel for all conditions. It can be concluded that gyroscopes can be used to accurately determine evVel and t_evVel under a variety of conditions.

QC 20101220

Ein Ziel der Arbeit war die Entwicklung eines Verfahrens zur 3D-Positionierung auf Basis elektrooptischer Pseudostreckenmessung. Ein zweites Ziel war die Entwicklung eines Reflexgoniometers zur zweiachsigen Winkelmessung. Im Rahmen der Arbeit wurden die Grundlagen zur instrumentellen Umsetzung beider Verfahren erarbeitet, die Genauigkeitspotentiale ermittelt und mögliche Anwendungen für die einzelnen Schlüsseltechnologien und deren Kombination abgeleitet. In einer Prototyp-Entwicklung wurden Vorschläge für die wesentlichen Funktionselemente des räumlichen Weg- bzw. Winkelmesssystems gemacht. Hierzu gehören das kardanisch aufgehängte Etalon, die temperaturstabilisierte Laseroptik und die temperaturkalibrierte CCD der Winkelmesseinheit (Reflexgoniometer), die Systeme zur Erzeugung und Detektion ultrakurzer Laserpulse, eine elastische Optik, Möglichkeiten zur Formung des transversalen Strahlprofils, das TCSPC-System und die zur Auswertung und Kalibrierung notwendigen Algorithmen, wie z.B. die Autokollimation eines Lasers. (&amp;quot;Veröffentlicht von der Deutschen Geodätischen Kommission Reihe C (Dissertationen) unter der Nummer C 614 (München 2008; ISBN 3 7696 5053 0; 2; 144 S.&amp;quot;) / One goal of the thesis was the development of a method for three-dimensional positioning based on electro-optical measurement of pseudo ranges. Another goal was the development of a reflex goniometer for biaxial angle measurement. Within the scope of this thesis the basics for the instrumental realisation of both methods were developed, the accuracy potentials were determined and possible applications for the separate key technologies and their combination were deduced. In a prototype development proposals were made for the main functional elements of the spatial distance and angle measurement systems. These include the gimbal mounted etalon, the temperature stabilised laser optics and the temperature calibrated CCD of the angle measurement device (reflex goniometer), the systems for creation and detection of ultrashort laser pulses, an elastic optical device, possibilities of transversal beam shaping, the TCSPC system and the algorithms which are necessary for analysis and calibration, e.g. the autocollimation of a laser.