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@MASTERSTHESIS{Gebhart:1019460,
author = {Gebhart, Lucas},
title = {{E}ntwicklung einer {S}oftwarebibliothek für die
{B}estimmung des {W}assergehalts von {P}flanzenteilen
mithilfe eines elektromagnetischen {H}ohlraumresonators},
school = {FH Aachen},
type = {Bachelorarbeit},
reportid = {FZJ-2023-05407},
pages = {52},
year = {2023},
note = {Bachelorarbeit, FH Aachen, 2023},
abstract = {Im Institut für Bio- und Geowissenschaften im Fachbereich
der Pflanzenwissenschaften(IBG-2) wird an Pflanzen
geforscht, um Konzepte für die Intensivierung und
Nachhaltigkeit der Pflanzenproduktion zu entwickeln. Dort
werden Hohlraumresonatorenzusammen mit
Vektor-Netzwerk-Analysatoren (VNA) für die Messung des
Wassergehalts von Pflanzenteilen verwendet. Bei den
Resonatoren handelt es sich um ein StückMetall mit einer
großen Öffnung in der Mitte und zwei Antennen innerhalb.
Diese Antennen könnten über Koaxialkabel an einen VNA
angeschlossen werden. Der VNA istin der Lage
elektromagnetische Wellen für bestimmte Frequenzen zu
erzeugen und auchwieder zu messen. Über die eine Antenne
werden dann elektromagnetische Wellen in denResonator
freigegeben und die andere misst diese wieder. Der Resonator
ist in der Lageeinen Teil der elektrischen Energie der
elektromagnetischen Wellen zu speichern undein anderer Teil
geht verloren. Diese Fähigkeit ist durch verschiedene
Eigenschaften desResonators bedingt. Wenn nun ein Objekt den
Resonator betritt und auf das elektrischeFeld innerhalb
trifft, dann werden diese Eigenschaften verändert. Diese
Veränderungenkönnen in Form der gemessenen Werte der
zweiten Antenne wahrgenommen werden.Für die hier
verwendeten Resonatoren wird mit elektromagnetischen Wellen
im Bereichder Mikrowellen gearbeitet. In diesem Bereich sind
die zuvor erläuterten Veränderungenvor allem auf Wasser
innerhalb des Objektes zurückzuführen, welches den
Resonatorbetreten hat. Aus diesem Grund ist es möglich,
mithilfe solcher Messwerte auf denWassergehalt des Objektes
zu schließen.Im Institut werden bereits Resonatoren für
eine solche Messung der Pflanzenteile verwendet. Zudem wurde
ein neuer Messaufbau angefertigt, welcher eine Messung an
einemPflanzensamen durchführen soll. Um die Verwendung von
Resonatoren zu vereinheitlichen und um ein Programm für die
Messung eines Pflanzensamens bereit zu stellen,wurde im
Rahmen dieser Arbeit eine Software-Bibliothek entwickelt.
Diese ist in verschiedene Module aufgeteilt: Die
Kommunikation mit dem VNA, die Durchführung einerMessung,
die Auswertung der Messdaten und die visuelle Überprüfung
der Messdaten.Für die Erfüllung der Ziele der Bibliothek
wurden in der Entwicklung sowohl die objektorientierte, als
auch die funktionale Programmierung genutzt. Dies sorgt
dafür, dassdie Anforderungen an die Bibliothek auf der
Basis von Prinzipien guter Software erfülltwerden.Die
entwickelte Bibliothek ist in der Lage die Messung an einem
Pflanzensamen durchzuführen und auszuwerten. An den
Visualisierungen die Eigenschaften der dahinter liegenden
Theorie von der Messung und der Auswertungerfasst werden.
Zudem wurden Probleme des Messaufbaus aufgedeckt, welche die
Genauigkeit der Endresultate beeinflussen. Im Anschluss an
die Arbeit werden diese Problemebehoben, um eine genaue
Approximationen des Wassergehalts des gemessenen
Samenmithilfe der ausgewerteten Daten zu bestimmen.},
cin = {IBG-2},
cid = {I:(DE-Juel1)IBG-2-20101118},
pnm = {2171 - Biological and environmental resources for
sustainable use (POF4-217)},
pid = {G:(DE-HGF)POF4-2171},
typ = {PUB:(DE-HGF)2},
doi = {10.34734/FZJ-2023-05407},
url = {https://juser.fz-juelich.de/record/1019460},
}