Development of Fibre Optic Sensors and Instrumentation for fast Responsive Detection of Oxygen and pH
(Jan Werner, PhD, 2022)

In den Bereichen Biowissenschaft, Umweltüberwachung und medizinische Forschung steigt der Bedarf an faseroptischen Sensoren. Dabei sollen diese optischen Sensoren nicht nur langzeitstabil sein, sondern auch schnell reagieren (< 1 s). Um diese Probleme zu lösen war das Ziel dieser Dissertation, neue und kompakte faseroptische Sensorsysteme zu entwickeln, die als optische Plattformen für lumineszenzbasierte Sensorkonzepte dienen - hier mit dem Schwerpunkt auf der Bestimmung von pH-Wert und Sauerstoffkonzentration (O₂). Die Ergebnisse einer umfassenden Untersuchung wichtiger Parameter (z. B. Ansprechzeit, Langzeitstabilität, mechanische Stabilität und Temperaturstabilität) zeigen eine deutliche Verbesserung der Sensorleistung. Das Hauptmerkmal der entwickelten Sensoren ist, dass sie durch ihre einzigartigen optischen Eigenschaften im Vergleich zu anderen konventionell verfügbaren Messsonden extrem schnelle Reaktionszeiten (< 0.5 s) aufweisen und über Tage langzeitstabil sind, wodurch sich potenzielle neue Märkte eröffnen. Auf Grund der in dieser Doktorarbeit optimierten Herstellungsverfahren, können solche Sensoren mit einem hohen Maß an Wiederholbarkeit und geringen Kosten hergestellt werden, was für eine Serienproduktion und kommerzielle Nutzung ideal ist.

Die Forschungsarbeit wurde in Zusammenarbeit mit den Sensorherstellern WPI Germany GmbH und Lytegate GmbH als Industriepartner durchgeführt. Die akademische Betreuung und finale Prüfung zum Abschlussgrad „PhD“ übernahm die englische City University of London, während die praxisorientierte Promotionsarbeit vor allem in den Laboren des Fachbereichs IEM der TH Mittelhessen erfolgte. Seit mehr als 20 Jahren besteht diese wissenschaftliche Kooperation zwischen den beiden Hochschulen. Die Ergebnisse wurden in wissenschaftliche Fachzeitschriften publiziert und in Vorträgen bei internationalen Konferenzen dem interessierten Fachpublikum vorgestellt und diskutiert.

Betreuer:
Prof. Kenneth T.V. Grattan (City University of London), Prof. Tong Sun (City, University of London), Prof. Dr.-Ing. Karl-Friedrich Klein (THM), Dr. Mathias Belz (Lytegate GmbH)

Hochpräziser Mehrkoordinatenantrieb mit repulsiver Magnetführung
(Dr.-Ing. Mousa Lahdo, 2019)

Das Ziel der Arbeit war die Entwicklung eines neuartigen magnetisch geführten Mehrkoordinatenantrieb. Es wurden neuartige geschlossene mathematische Modelle für die vorgestellten Krafterzeugungsprinzipien hergeleitet. Anschließend wurde ein Prüfstand aufgebaut und in Betrieb genommen, um die Funktionsfähigkeit des neuen Mehrkoordinatenantriebs nachzuweisen. Im Laufe der Arbeit wurde das neue Konzept patentiert und weltweit dem Fachpublikum auf verschiedenen Fachtagungen präsentiert und die Ergebnisse in renommierten wissenschaftlichen Fachzeitschriften publiziert (zur Dissertation).

Gutachter dieser Arbeit waren:
Dr.-Ing. habil. Tom Ströhla (TU Ilmenau) , Prof. Dr. Yuri Shardt (TU Ilmenau), Prof. Dr.-Ing. Sergej Kovalev (THM)

Schaltzustandsoptimierung von 110-kV-Verteilnetzen zur Maximierung des Abtransports von Einspeisungen aus erneuerbaren Energiequellen
(Dr.-Ing. Jörg Scheel, 2018)

In der Doktorarbeit wird ein neuartiges Partikel-Schwarm-Optimierungsverfahren auf die Schaltzustandsoptimierung von 110-kV-Verteilnetzen mit dem Ziel adaptiert, die Einspeisung regenerativer Erzeugungsanlagen zu maximieren. Es wurde gezeigt, dass durch die Optimierung des Schaltzustandes von Bestandsnetzen die abtransportierte Energiemenge erheblich gesteigert und die abzureglende Energie im Rahmen von Einspeisemanagementmaßnahmen signifikant gesenkt werden kann. Darüber hinaus wurde der Nachweis von weiteren Netznormalschaltzuständen erbracht, die über den Zeitraum eines Jahres einerseits die maximale Einspeisung aus EEG-Anlagen und andererseits einen Betrieb unter minimalen Netzverlusten gewährleistet (zur Dissertation).

Betreuer:
Prof. Dr.-Ing. Dirk Westermann (TU Ilmenau) , Prof. Dr.-Ing. Ramzi Dib (THM), Dr.-Ing. Frank Wirtz (Bayernwerk)

Autonomous Quality of Service Management and Policing in Unmanaged Local Area Networks
(Dr. Christopher Köhnen, 2016)

In der Doktorarbeit wurde ein neuartiges Verfahren entwickelt und untersucht, mit dem Netzwerk-Ressourcen (Bandbreite) ohne Unterstützung des Netzwerks selbst, nur durch Geräte-Kollaboration, vollautomatisch reserviert werden können, um die Übertragungsparameter wichtiger Echtzeit-Datenströme zu verbessern (Abstract).

Analysis of Bandwidth Attacks in a Bittorrent Swarm
(Dr. Florian Adamsky, 2016)

In der Doktorarbeit wird eine experimentelle Untersuchung von verschiedenen Bandbreite-Angriffen gegen das peer-to-peer (P2P) file-sharing Protokoll BitTorrent präsentiert. Es wurde gezeigt, dass dieses Protokoll nicht genügend abgesichert ist gegen solche Angriffsformen. Zusätzlich wurden neue Sicherheitsmechanismen für solche Angriffe entwickelt, die teilweise in das Protokoll integriert wurden (Abstract).

(Dr. Christian Köbel, 2015)

 - in Bearbeitung -

(Cornell Gonschior, PhD, 2012)

 - in Bearbeitung -

A Dynamic Multi-Algorithm Collaborative-Filtering System
(Christian Überall, PhD, 2012)

Im Zuge der Dissertation wurde ein Empfehlungssystem inklusive neuer mathematischer Formeln entwickelt, welches auf Basis der Datengrundlage dynamisch die Formel für die Berechnung auswählt. Mit Hilfe der dynamischen Selektion der bestgeeigneten mathematischen Formel konnte gegenüber von herkömmlichen Empfehlungssystemen die Genauigkeit der Vorhersagen signifikant gesteigert werden (Abstract).