ENGINEERING

Spatial-TDR

Ein Verfahren zur Bestimmung von Feuchteprofilen

Spatial-TDR ist ein neuartiges Verfahren zur Bestimmung kontinuierlicher Feuchteprofile entlang ausgedehnter Sensoren wie z.B. im Boden eingebrachte Flachbandkabel oder Stabsonden. Es wurde von der Soil Moisture Group (SMG) am Karlsruher Institute of Technology (KIT) entwickelt (Dissertationen HÜBNER 1999, SCHLAEGER 2002, BECKER 2004, SCHEUERMANN 2005, SCHÄDEL 2006).
Das Verfahren umfasst drei Komponenten, die genau aufeinander abgestimmt sein müssen:

• Sensor: Beschichtete Bodenfeuchtesonde, die elektrisch genau charakterisiert und kalibriert sein muss
• Messgerät: Abtastendes Zeitbereichsreflektometer (Sampling Time Domain Reflectometer) zur Messung der elektromagnetischen Wellenausbreitung entlang der Bodenfeuchtesonde
• Algorithmus: Laufzeitoptimierter Rekonstruktionsalgorithmus zur Datenanalyse und inversen Bestimmung der Feuchteprofile

Derzeit befindet sich das Spatial-TDR Verfahren noch in der Prototyp-Phase. Es wurde aber bereits in vielen Labor und Feldversuchen getestet und verifiziert. Auch werden erste Messsysteme bereits erfolgreich zum Monitoring der Feuchte in Deichen und für hydrologische Untersuchungen im Boden eingesetzt. International wurde diese neuartige Methode als wegweisend für die zukünftige Forschung in den Bereichen Bodenmechanik und Hydrologie eingestuft. Auf der letzten TDR-Konferenz in den USA (TDR-2006) wurde Spatial-TDR von vielen Experten auf dem Gebiet der Bodenfeuchtemessung als bedeutende Innovation gelobt, da es vergleichbare Systeme (Preis-Leistung) derzeit nicht auf dem Markt gibt.

Dieses Messsystem mit den speziell auf die Fragestellung zusammengestellten und aufeinander angepassten Mess-Komponenten und Auswerte-Algorithmen ist einzigartig. Es erfordert aufgrund seines Prototyp-Charakters sorgfältige und sachkundige Betreuung während der Installation und des Betriebs. Dieses kann derzeit nur von den Entwicklern der Methode geleistet werden. Alle Firmengründer der sceme.de GmbH sind maßgeblich an der Entwicklung und Weiterentwicklung der Hard- und Software beteiligt.

 

 

TDR-Käsereife-Messgerät

Entwicklung und Implementierung effizienter Inversionsalgorithmen zur räumlichen Auflösung des Reifezustandes von Käse
ZIM-Kooperationsprojekt Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik e.V. (DIL) und Sequid GmbH

Innerhalb des Projekts soll ein Analysengerät zur Bestimmung des Reifezustands von Käse als Qualitätsmerkmal entwickelt werden. Zur Geschmacksbildung wird Käse vor der Reifung gesalzen. Die Länge der Reifephase wird neben der Diffusionsgeschwindigkeit des Salzes auch von gesetzlichen Bedingungen bestimmt. Das Einsalzen erfolgt durch Einreiben/Bestreichen und/oder Lagerung in Salz/Lake. Durch Wasserentzug erfolgt die Rindenbildung, ferner trägt Salzdiffusion zur Geschmacksbildung bei. Bei Qualitätskäse beträgt die Reifephase u.U. viele Monate, wodurch Kosten entstehen. Bei Industriekäse existiert ein umkämpfter Wettbewerb und somit hoher Kostendruck. Bei beiden Käsearten ist der frühest mögliche Abbruch der Reifephase von Interesse. Die Prüfung erfolgt heute zerstörend durch Ausstechen von Kegeln und der aufwendigen Bestimmung subjektiver oder chemischer Merkmale. Der mittlere Reifegrad über den entnommenen Kegel beinhaltet überdies keine ortsaufgelöste Information. Das zu entwickelnde minimalinvasive Instrument soll mittels ortsauflösender dielektrischer Zeitbereichsreflektometrie Informationen über den Wasser-, Fett- sowie Salzgehalt liefern, um den Reifezustand zu bestimmen.

Das Aufgabengebiet der sceme.de GmbH liegt in diesem Projekt in der Entwicklung einer Software zur ortsaufgelösten Bestimmung der dielektrischen Eigenschaften von Käse.

 

 

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