Entwicklung und Untersuchung einer phantomabhängigen adaptiven elektrischen Kapazitätstomografie als Verfahren für prozessmesstechnische Anwendungen

Für Prozesse in der chemischen Verfahrenstechnik ist die Überwachung von örtlich aufgelösten Phasenänderungen oder Temperaturgradienten von großem Interesse. Ein Ansatz besteht darin, diese Unterschiede mittelbar über reaktions- oder temperaturabhängige elektrische Materialeigenschaften wie die Permittivität zu messen. Die elektrische Kapazitätstomografie (ECT) erlaubt es, solche räumlichen Materialverteilungen mit Hilfe gemessener Kapazitäten zu rekonstruieren. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Optimierung dieses Messverfahrens, das industriell bisher nur wenig genutzt wird. Der Autor entwickelt und realisiert einen Demonstrator für ein eigenständiges ECT-System auf Basis kommerzieller Kapazitätssensoren. Ein adaptives Konzept, das die Gesamtmesszeit je nach Änderung der Materialverteilung im betrachteten Volumen verkürzt, wird beschrieben und auf verschiedene prozessmesstechnische Anwendungsfälle angewandt. Die Arbeit beschreibt die erreichbaren Verbesserungspotentiale und berücksichtigt insbesondere praktisch relevante Aspekte wie Messunsicherheiten und Verfahrensgrenzen. Dies sollte für alle von Interesse sein, die sich mit Feldanwendungen der elektrischen Tomografie zur Prozessüberwachung befassen.