Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bauteile unter Wasser in 3D vermessen

01.04.2015

Bei Förderanlagen für Öl und Gas, die auf dem Meer betrieben werden, liegen viele wichtige Bauteile unter Wasser. Diese zu warten ist aufwändig und teuer, denn ihre Vermessung ist kompliziert. Fraunhofer-Forscher stellen auf der Hannover Messe ein kompaktes 3D-Messsystem vor.

Technische Anlagen zu warten, die unter Wasser liegen, ist aufwändig und teuer. Rohre, Flansche oder Anschlüsse von Förderanlagen für Öl und Gas auf dem Meer beispielsweise, müssen dazu zunächst vermessen werden.


Das 3D-Messsystem, das Wissenschaftler des Fraunhofer IOF mitentwickelt haben, erinnert an eine Unterwasserkamera. Taucher können es mit einfachem Tastendrücken bedienen und Bauteile vermessen.

© Fraunhofer IOF

Die Messungen dienen dazu, das Ausmaß der Schäden – zum Beispiel durch Korrosion oder durch sonstige Defekte – richtig einzuschätzen und geeignete Reparaturmaßnahmen einzuleiten. Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena stellt auf der Hannover Messe vom 13. bis 17. April (Halle 13, Stand E26) ein System vor, das unter Wasser liegende Bauteile vermisst und die Informationen als 3D-Daten zur Verfügung stellt.

Die Technologie aus Sensoren und Kameras hat in etwa die Größe eines Schuhkartons und kann von einem Taucher wie eine Unterwasserkamera geführt werden. Sie ist aktuell für einen Einsatz in bis zu 40 Meter Wassertiefe konzipiert.

Der Prototyp ist in einem internationalen Forschungsprojekt zusammen mit der 4h JENA engineering GmbH sowie dem norwegischen Forschungsinstitut Christian Michelsen Research (CMR) entstanden. Die Landesentwicklungsgesellschaft Thüringen war Förderer. »Im nächsten Schritt wollen wir das 3D-Messsystem für größere Tiefen und weitere Einsatzfelder unter Wasser optimieren«, so Dr. Peter Kühmstedt, Wissenschaftler am IOF.

Neues 3D-System: Klein, leicht und sehr robust

Das IOF war während des Projekts dafür verantwortlich, die 3D-Messtechnik fit für den Einsatz unter Wasser zu machen. Das Highlight: Die Wissenschaftler schafften es, die gesamte Steuerung und Elektronik sowie die Computer- und Displaytechnologie auf sehr kleinem Raum unterzubringen: »Das System ist nicht größer als 20 Kubikdezimeter und wiegt nicht mehr als 11 Kilogramm«, sagt Kühmstedt.

Außerdem muss es trotz komplexer Technik einfach zu bedienen sein, denn Taucher sind durch Wasser und Ausrüstung in ihrer Bewegung eingeschränkt. Um dies zu gewährleisten, haben die Forscher die Bedien- und Darstellungssoftware des Systems angepasst: Nach außen gehen nur wenige Tasten. Die Temperatur wird ständig überwacht, um das Gerät mechanisch und thermisch stabil zu halten.

Denn unter Wasser können die Temperaturen je nach Tiefe und Strömung sehr stark schwanken. Auch die Lichtverhältnisse sind anders als an Land: Es gibt optische Brechungen an der Grenze zwischen Gerät und Wasser. Eine spezielle Kalibrierungsstrategie für die Messungen gleicht das aus. Ein weiteres Hindernis: Im Wasser läuft alles über Drähte und nicht über Funk – entsprechend platzsparend mussten die Wissenschaftler die Verkabelung konzipieren.

»Unter Wasser ist alles um den Faktor zehn teurer. Für Energieunternehmen und Rohstoffförderer ist es ein großer Kostenpunkt, ihre Anlagen auf dem Meer zu warten. Das Problem: Die aktuell verfügbaren Technologien zur Vermessung der Bauteile sind entweder zu langsam oder zu weit weg von der konkreten Anwendung.

Deswegen haben wir diesen Prototypen gemeinsam mit der Industrie entwickelt«, sagt Kühmstedt. 4h JENA engineering war für die Gehäuseentwicklung und die Systemverkleidung zuständig und CMR für die Einbindung zusätzlicher Sensoren.

Das 3D-Messsystem wirft mit einem Projektor mehrere Streifenmuster nacheinander auf die Oberfläche des zu untersuchenden Bauteils und schießt gleichzeitig mit zwei Kameras Aufnahmen des Objekts. Aus der Serie der aufgenommenen Stereobilder und der aktiven Musterstruktur, die man auf der Oberfläche sieht, ist die Technologie in der Lage, die Form des Objekts exakt zu bestimmen.

Der Taucher benötigt 0,2 Sekunden pro Aufnahme und kann noch unter Wasser prüfen, ob diese brauchbar ist. Wieder an Land oder auf einem Schiff lädt er die Daten auf einen Computer, der die Informationen auswertet und Vorschläge für mögliche Reparaturmaßnahmen macht. »So kann zum Beispiel entschieden werden, ob sich der Rost schon zu tief gefressen hat oder der Defekt im Rohr problematisch ist oder nicht«, sagt Kühmstedt.

Kevin Füchsel | Fraunhofer Forschung Kompakt
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2015/April/bauteile-unter-wasser-in-3D-vermessen.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie HANNOVER MESSE:

nachricht Rittal mit neuer Push-in-Leiteranschlussklemme - Kontakte im Handumdrehen
26.04.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

nachricht Neuer Blue e+ Chiller von Rittal - Exakt regeln und effizient kühlen
25.04.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: HANNOVER MESSE >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

23. Baltic Sea Forum am 11. und 12. Oktober nimmt Wirtschaftspartner Finnland in den Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

6. Stralsunder IT-Sicherheitskonferenz im Zeichen von Smart Home

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

OLED auf hauchdünnem Edelstahl

21.09.2017 | Messenachrichten

Weniger (Flug-)Lärm dank Mathematik

21.09.2017 | Physik Astronomie

In Zeiten des Klimawandels: Was die Farbe eines Sees über seinen Zustand verrät

21.09.2017 | Geowissenschaften