Meine Kompetenzen decken die folgenden Gebiete ab:

Signal Processing

Analoge physikalische Messsignale müssen zuerst erfasst werden und werden durch die Digitalisierung zeitlich und im Wertebereich quantisiert. Danach müssen die Signale für eine weitere Verwendung nachbearbeitet werden. Die Nachbearbeitung beinhaltet verschiedenste lineare und nichtlineare Filterungen sowie oft eine Reduktion der Daten.  Der Entwurf der ganzen Signalverarbeitungskette muss sorgfältig auf die Spezifikationen im Zeit- und Frequenzbereich abgestimmt werden. Dazu werden analytische Hilfsmittel als auch Simulationen eingesetzt.

Projektbeispiele:

• Sigma-Delta Modulatoren für die A/D Wandlung
• Digitale Filter für Rundsteuerempfänger

Regelungstechnik

In der Praxis sind Regelungen mit mehreren Stell- und Regelgrössen vielmals verkettet und voneinander abhängig. Zudem werden einzelnen Regelkreise durch übergeordnete Steuerungen beeinflusst, was die Übersichtlichkeit erschwert. Nichtlineare Effekte, die immer in der Praxis auftreten (Begrenzungen, Umschalten, …) erzeugen unerwartete Effekte. Mithilfe von analytischen Überlegungen und Simulationen mit Modellen werden ausgehend von bekannten Reglern das stationäre und dynamische Steuer- und Regelverhalten analysiert. Aufgrund der Ergebnisse lassen sich die Steuerung- und Regelungsstrukturen verbessern und deren Parameter optimieren.

Projektbeispiele:.

• SIMtest: Simulationsumgebung zum Testen von kommerziellen Raumregelgeräten
• Prädiktive Regelung in der Gebäudetechnik

Monitoring

Die Überwachung dient der Sicherheit von Anlagen, deren Optimierung in Hinblick auf Effizienz und Verschleiss, sowie der Nachverfolgung von Ereignissen. Die Überwachung (Monitoring) von Anlagenzuständen und Messwerten erfordert eine Klassifizierung in verschiedene Klassen von Signal- und/oder Anlagezuständen (Outliers, steady state, …). Die Zustände werden darauf mithilfe von Entscheidungsegeln oder anderen Klassifizierungsmethoden in gültige oder in gefährliche Zustände unterteilt. Damit können unerwünschte Zustände angezeigt werden und je nachdem Alarme angezeigt oder Betriebspunktänderungen durchgeführt werden.

Projektbeispiele:

• „Outlier“-Filterung von verrauschten Messdaten
• „Steady-state“ Detektoren für Überwachungsaufgaben
• Neuronale Netze zur Modellierung von nichtlinearen Zusammenhängen mehrerer Variablen (Klassifizierung von „underperformance“ von Gebäuden)

Acoustic Flow Measurement

Die akustische Durchflussmessung basierend auf dem Laufzeitverfahren ist für viele Anwendungen eine zuverlässige und genaue Methode, um auch bei ungünstigen hydraulischen Bedingungen eine korrekte Messung zu ermöglichen. In vielen ungünstigen Anwendungsfällen wird eine Installation mit mehreren Pfaden vorgenommen um die Genauigkeit zu erhöhen. Die ganze Verarbeitungskette von Sendern, Sensoren, Empfängern und digitaler Nachverarbeitung erfordert eine gute Abstimmung aller Komponenten und verlangt deshalb umfassende Systemkenntnisse.

Projektbeispiele:

• Modulares Durchflussmessgerät Risonic Modular von Rittmeyer
• Kavitationsdetektion in Turbinen mithilfe von Ultraschall
• Partikeldtektion in Gewässern, Kanälen und Rohren mithilfe von Ultraschall
• Uncertainty analysis of flow measurement installations

Optimal integration of flow

Um den Durchfluss aufgrund von einzelnen Pfadgeschwindigkeiten, erhalten über die akustische Laufzeitmethode, optimal bestimmen zu können, müssen die Pfadgeschwindigkeiten mithilfe einer geeigneten numerischen Integration verarbeitet werden. Dazu stehen verschiedene Integrationsmethoden zur Verfügung, die auch in der IEC 41 Norm „Field acceptance tests to determine the hydraulic performance of hydraulic turbines, storage pumps and pump-turbines“ dokumentiert sind.

Projektbeispiele:

• Erweiterung und Vereinheitlichung der Integrationsmethoden innerhalb der Arbeiten zur Erneuerung der IEC 41 Norm.
• Ausweitung des Integrationsverfahrens auf Nicht-Standard-Anwendungen (unregelmässige Querschnitte, nicht konstante Querschnitte)