Verbundprojekt: Entwicklung und Integration eines linsenlosen, mikroLED-basierten 3D-Verschiebungsmikroskops für IoT-unterstützte geostrukturelle Überwachung; Teilprojekt: Entwicklung digitaler holografischer Mikroskopie für geostrukturelle Überwachung.

Das Projekt zielt darauf ab, ein erschwingliches, tragbares, linsenloses 3DVerschiebungsmessmikroskop für die geostrukturelle Überwachung in kritischen Infrastrukturen zu entwickeln. Unter Einsatz von CMOS-Sensoren und Mikro-LEDTechnologien wird das Gerät eine nahezu Echtzeit-Datenverarbeitung sowie eine nahtlose Integration in Industrie-Internet-der-Dinge (IIoT)-Systeme ermöglichen. Es ist für Felderhebungen und kontinuierliche Überwachungskampagnen konzipiert, um frühzeitig Ausfälle und Kollapsrisiken durch die Messung von Verschiebungen und Vibrationen im Mikromaßstab zu identifizieren. Dieses Teilprojekt, das von der TU Braunschweig durchgeführt wird, konzentriert sich auf die Entwicklung fortschrittlicher digitaler holografischer Mikroskopiemethoden (Hardware-Tools und zugehörige Verarbeitungssoftware), die für die geostrukturelle Überwachung anwendbar sind. Dies umfasst die Erkennung kleiner Verschiebungen entlang aller drei Achsen, die für die Überwachung des Zustands, der Widerstandsfähigkeit und des Wartungsbedarfs von Infrastrukturen sowie geologischer Strukturen von Bedeutung sein können. Um diese Funktionalität zu erreichen, fokussiert sich die Arbeit dieses Teilprojekts auf folgende spezifische Ziele: (1) Erhöhung der optischen Auflösung: Durch den Einsatz extrem kleiner, punktförmiger Lichtquellen (Mikro-LEDs) mit geringer spektraler Breite wird die optische Auflösung im Submikrometerbereich verbessert. (2) Erweiterung des Sichtfeldes: Die Anordnung dieser Lichtquellen in einem geordneten Muster (ein dünnbesetztes Mikro-LED-Array) ermöglicht die Abdeckung großer Flächen, die mehrere Quadratzentimeter umfassen. (3) Distanzmessung mit Submikrometerpräzision: Ein neuartiger Bildverarbeitungsalgorithmus ermöglicht die präzise Berechnung des Abstands zwischen dem untersuchten Objekt und dem Detektor und erreicht dabei eine Submikrometergenauigkeit.