Abstracts januari 2026

Januari 2026
Bekijk de inhoud van deze pagina
Bouwkunde Chemie elektromechanica elektronica-ICT energie informatica nucleaire technologie Energy Engineering Technology

Deze pagina bundelt de abstracts van de masterproeven die de studenten industrieel ingenieur - master of science in de industriële wetenschappen - van de gezamenlijke opleiding Industriële ingenieurswetenschappen van UHasselt en KU Leuven hebben uitgevoerd in het academiejaar 2025-2026.

We danken alle bedrijven en onderzoeksinstellingen die afstudeeropdrachten hebben voorgesteld en alle promotoren die studenten hebben begeleid bij de uitwerking ervan. In een bedrijfs- of onderzoeksomgeving een probleem bestuderen, met deskundigen overleggen, een oplossing voorstellen, ze verantwoorden en desgevallend ook realiseren, is voor de student een belangrijke leerschool.
Onze opleiding probeert een brug te slaan tussen de verwachtingen van de student en de noden van het bedrijfsleven en de onderzoekswereld. Waar de opdrachtgevers vooral oog hebben voor het resultaat, motiveren we de studenten om te reflecteren, niet alleen over het behaalde resultaat, maar ook over de afgelegde weg. Beide aspecten maken integraal deel uit van een transparante evaluatie.

Ook dit academiejaar hebben weer enkele studenten geopteerd voor een afstudeerwerk aan een buitenlandse universiteit of in een buitenlands bedrijf. Diverse programma's bieden er de structuur en de middelen voor en de studenten die de uitdaging aangaan, laten zich in elk geval van hun meest gemotiveerde kant zien.

Tot slot danken wij u voor uw blijvende belangstelling voor en uw persoonlijk bijdrage tot de opleiding van onze ingenieursstudenten.

Master in de industriële wetenschappen: bouwkunde

Kalibratie van een load-sensing funderingssyteem voor de analyse van krachtwerkingen in houtskeletconstructies

Claesen Dries

In België en Europa ontbreekt grotendeels de kennis rond de globale krachtswerking in hybride houtconstructies, waarbij het constructieve systeem een combinatie van momentstijve verbindingen en wandschijven bevat. Om die reden werd in het bouwkundig ACB²-labo van onderzoeksgroep CERG een grootschalige hybride houten constructie gebouwd en uitgerust met diverse sensoren om de krachtswerking experimenteel in kaart te brengen. In dit kader onderzoekt deze masterproef hoe de reactiekrachten zich verdelen over een zgn. load-sensing funderingssysteem, voorzien onderaan van wandschijven van de constructie. Voor dit onderzoek werden dertien testen uitgevoerd op de constructie. Om de krachtwerking tussen de houten wanden en de stalen fundering te analyseren, werden rekstrookjes voorzien over de lengte van de funderingsbalken, die functioneren als een load cell. Het doel hiervan was om kwalitatief, liefst kwantitatief, het verloop en de grootte van de trek-, druk- en afschuifspanningen te analyseren. Deze rekstrookjes registreren eenheidsloze waarden die vervolgens werden verwerkt in MATLAB om meetreeksen te analyseren. Daarnaast werd Ftool gebruikt om tweedimensionale benaderingen te maken die helpen bij het kalibreren van de dataset.
Deze studie geeft een beter inzicht in de krachtsverdeling aan de fundering van de houtconstructie onder diverse belastingsgevallen. Voor het krijgen van een diepere kennis omtrent dit onderzoek, dienen er meer diepgaande studies verricht te worden, zoals meer geavanceerde eindige-elementenmodellen.

Digital Heritage Representation of the Basilica of San Vital's Mosaic with HBIM

Kerkhofs Zoë 

Deze thesis maakt deel uit van het onderzoek aan de Politecnico di Milano naar de basiliek van San Vitale in Ravenna, een van de best bewaarde voorbeelden van Byzantijnse architectuur in Europa. Het onderzoek richt zich op de geschiedenis, constructietechnieken en gebruikte materialen van het gebouw. Door de eeuwen heen heeft de basiliek verschillende restauraties ondergaan, met nadruk op het behoud van ruimtelijke en esthetische kwaliteiten De hoofddoelstelling van deze thesis is het analyseren en digitaliseren van de apsis binnen een Heritage Building Information Modelling
(HBIM)-omgeving. De complexiteit van het onderzoek vloeit voort uit de aanwezigheid van mozaïeken en marmeren wanden, die beperkingen opleggen aan gangbare opname- en modelleringstechnieken. Daarnaast bemoeilijkt het beperkte beschikbare documentatiemateriaal het onderzoeksproces. Het eerste doel is het verkrijgen van nauwkeurige afmetingen. Hiervoor worden alle beschikbare papieren plannen kritisch geanalyseerd en herwerkt tot een coherent ontwerp, dat vervolgens wordt omgezet in een 3D-model. Op basis hiervan wordt een orthofotomodel gecreëerd, waarmee de bijbehorende mozaïeken en andere details aan het model worden gekoppeld. Dit model vormt de basis voor het integreren van historische, materiële en esthetische gegevens in een Heritage Building Information Modelling (HBIM)-omgeving.

Multischaal-analyse van momentstijve houten raamwerken

Wevers Yarno 

De bouwsector evolueert naar duurzame en circulaire oplossingen, met hout als hernieuwbaar materiaal. Hierbij bepalen structurele verbindingen sterk het globale gedrag van houtconstructies, vooral bij grote overspanningen en hoge belastingen. Deze masterproef ontwikkelt een analytische en numerieke methodiek die prestaties van momentstijve houtverbindingen op verschillende schalen koppelt, om betrouwbaar constructiegedrag te voorspellen en praktische richtlijnen te formuleren. Analytisch werd de Johansen-methode gebruikt om afschuifsterkte en stijfheid te bepalen, rekening houdend met materiaalparameters. Numeriek werden twee configuraties, een momentstijve knoop en een momentstijf raamwerk, gesimuleerd met Diamonds, waarbij belastingen werden aangebracht en het niet-lineaire gedrag werd geregistreerd.
Experimentele proeven dienden ter validatie, zodat een systematische koppeling kon worden gemaakt tussen individuele verbindingen, volledige verbindingen en constructieniveau. De benadering van het experimenteel gedrag van de analyses vormt een basis voor vervolgstudies onder complexe belastingen. Voor toekomstig werk wordt aanbevolen plastische en niet-lineaire eigenschappen vollediger te integreren, bijvoorbeeld met meer geavanceerde simulatiesoftware zoals Abaqus. Ook een variabel eigengewicht, imperfecties en constructiefouten kunnen systematischer worden onderzocht. De combinatie van analytische, numerieke en experimentele benaderingen biedt een waardevol instrument voor veilige en betrouwbare houtconstructies.

Master in de industriële wetenschappen: chemie

Ontwerpen van een additief om de hoeklassterkte van PVC-raamprofielen te verbeteren

Bisschops Stijn

Als producent van additieven voor PVC, wil Kaneka België inspelen op de vraag van raamprofielproducenten om meer kalk toe te kunnen voegen aan PVC. Als goedkope en makkelijk verkrijgbare grondstof kan kalk immers worden toegevoegd om de prijsstijging ten gevolge van oplopende grondstofprijzen te temperen. Kalk heeft echter een nadelig effect op de hoeklassterkte, d.i. de sterkte in de hoek van een raamprofiel nadat twee delen aan elkaar gelast zijn. Het doel van dit onderzoek is dan ook om een additief te ontwikkelen dat ervoor zorgt dat de hoeklassterkte behouden blijft bij toenemend kalkgehalte. Hiervoor wordt er eerst onderzocht of één van de bestaande additieven van Kaneka België een positief effect heeft op hoeklassterkte van PVC met kalk als vulstof.
Vervolgens worden parameters zoals de hoeveelheid initiator, emulgator, ketentransfermiddel en de samenstelling van het monomeermengsel gevarieerd om zo het recept voor het additief te optimaliseren. Ten slotte wordt onderzocht of er een stabiel tussenproduct, een zaadlatex geproduceerd kan worden. Dit tussenproduct dient om de start van de polymerisatie constant te houden. Een stabiele zaadlatex werd niet bereikt door het optreden van coagulatie of deeltjesvorming. Om dit in toekomstig onderzoek te voorkomen moet de emulgatorbezetting onderzocht worden. Bij de additieven die geproduceerd werden en getest met een trektest werd ondervonden dat staal 8 een goed additief is dat verder onderzocht kan worden.

Enhancing downstream processing properties of Aspirin by Spheric Agglomeration

Detré Toon

Acetylsalicylzuur (ASA), beter bekend als aspirine, wordt veel toegepast in de farmaceutische industrie, maar conventionele kristallisatie resulteert in naaldvormige kristallen met slechte stroming en samendrukbaarheid. Dit leidt tot extra verwerkingsstappen, hogere kosten en een verhoogd risico op hydrolyse. Om deze problemen te beperken onderzoekt deze studie de productie van sferische
ASA-agglomeraten met oliezuur als niet-toxische Bridging Liquids (BL) in een koelkristallisatiesysteem van azijnzuur en water. Oliezuur werd geselecteerd als groen alternatief voor conventionele BLs. De geschiktheid werd bevestigd door de onmengbaarheid in een 80/20 gew% azijnzuur/water-mengsel aan te tonen via oplosbaarheids- en fasescreening. De bevochtigbaarheid werd onderzocht met een Washburn-test, hoewel experimentele onzekerheden de interpretatie beperkten. Metingen van de grensvlakspanning toonden aan dat het oliezuur/oplosmiddel-grensvlak reeds een lage spanning had en dat toevoeging van oppervlakteactieve stoffen geen significant effect had. Met behulp van een Design of Experiments werden de effecten van de verhouding BL tot vaste stof (BSR) en de afschuifsnelheid op het agglomeratieproces onderzocht. Optimale condities werden bereikt bij een BSR van 0,90 en 800 rpm in met een Rushton impeller, wat resulteerde in een gemiddelde deeltjesdiameter van 596,14 µm. Concluderend vormt sferische agglomeratie met oliezuur een haalbare en veiligere methode om de deeltjeskwaliteit van ASA te verbeteren en een basis voor verdere optimalisatie.

Het karakteriseren en modelleren van micromenging in een batch reactor

Moons Jorrit

In de hedendaagse chemische industrie groeit de vraag naar duurzame en economisch efficiënte productieprocessen. Traditionele syntheses gebruiken vaak grote hoeveelheden solvent om viscositeit te verlagen en warmte- en massatransport te verbeteren. Dit leidt tot hoge kosten, verhoogd energieverbruik en complexe scheidingsstappen. Bijgevolg neemt de interesse in solventarme of solventvrije processen toe. In dit kader is micromenging cruciaal voor de selectiviteit en opbrengst van snelle reacties in batchreactoren, vooral wanneer menging en reactie op vergelijkbare tijdschalen verlopen. In deze masterproef wordt de micromengingsefficiëntie experimenteel gekarakteriseerd en wiskundig gemodelleerd met behulp van de Villermaux-Dushman methode. Daarbij worden het roertoerental, het roerdertype, de aanwezigheid van baffles en de injectiepositie systematisch gevarieerd. Parallel wordt een voorspellend model ontwikkeld en afgestemd op experimentele resultaten. De resultaten tonen aan dat de micromengingsefficiëntie sterk afhangt van roerdergeometrie en procescondities. De toevoeging van baffles verbetert de micromenging door verhoogde turbulentie, terwijl radiale roerders beter presteren dan axiale bij gelijke energie-inbreng. Injectie nabij de roerder leidt eveneens tot een aanzienlijke verbetering van het menggedrag.
Samenvattend biedt deze masterproef fundamenteel inzicht in micromenging en een praktisch kader voor de optimalisatie van mengingsgevoelige reactoren.

Abstracts Master in de industriële wetenschappen: elektromechanica

Ontwikkeling van modulaire XYZ systemen op basis van loopwielen

Brouwers Roy
Geenen Niels

Lineaire geleidingen, met name profielgeleidingen, zijn veel gebruikt in precisie- en machinebouw- toepassingen zoals CNC-machines. Ze maken een nauwkeurige beweging in één translatierichting mogelijk, terwijl rotaties en zijdelingse verplaatsingen worden tegengehouden. Deze modules zijn bedoeld voor het verplaatsen van lasten tussen 100 kg en 2500 kg over lange trajecten (> 10 m), met een positioneringsnauwkeurigheid van ±1
mm. Hoewel profielgeleidingen tegenwoordig vrij- wel de standaard zijn voor lineaire geleidingen, brengen ze een groot nadeel met zich mee, namelijk de precieze uitlijning die ze vereisen. De studie richtte zich daarom op het bepalen van richtlijnen voor technisch haalbare en economisch verantwoorde combinaties van geharde loopwielen en
niet-geharde profielen om zo een alternatief te bieden voor profielgeleidingen. De studie toont aan dat modulair configureerbare loopwielgeleidingen, bij correcte dimensionering en materiaal- keuze, voldoende stijfheid en draagvermogen bieden. De grootste spanningen ontstaan onder het contactoppervlak met een toelaatbare waarde van 1,6 tot 1,8x de rekgrens. Wisselende afschuif- spanningen onder het oppervlak veroorzaken vermoeiingsmechanismen zoals pitting met scheuren die doorgroeien tot materiaaluitbraak. Op een x-as van 48 m is een modulair loopwielsysteem tot 45% goedkoper dan profielgeleidingen. Hiermee vormen loopwielgeleidingen een technisch en economisch aantrekkelijk alternatief, waarbij uitlijningsproblemen van profielgeleidingen worden vermeden.

Design and validation of a prototype compact cutting device for on-site block customisation

Duisters Torben

Wally Automation, een start-up gespecialiseerd in automatisering binnen de bouwsector, introduceert zijn eerste dienst: een robot genaamd WALLY. Met deze robot wil het bedrijf een alternatieve methode aanbieden voor het plaatsen van binnenmuren in residentiële gebouwen en zo inspelen op de toenemende vraag binnen de bouwsector. Dit onderzoek beschrijft de ontwikkeling van een prototype voor een compacte snijmachine, ontworpen om snelbouwstenen op de gewenste afmetingen te versnijden en zo de werkbelasting voor arbeiders te verminderen. De machine is ontworpen om door één enkele arbeider te worden getransporteerd en kan ofwel door WALLY (het geautomatiseerde systeem) of door een menselijke operator worden bediend. Het ontwikkelingsproces is verdeeld in drie hoofdstukken: het mechanisch ontwerp van de machine, de stuur- en regelsystemen en een evaluatie van zowel de economische als ergonomische aspecten van het voorgestelde toestel. Het ontwikkelde prototype voldoet aan de vastgelegde vereisten, met uitzondering van het maximale gewicht. Wally Automation kan het prototype verder ontwikkelen om de productiekosten en inzetbaarheid te evalueren. Daarnaast biedt het onderzoek inzicht in de fysieke belasting bij het manueel hanteren en versnijden van snelbouwstenen en toont aan hoe de combinatie van WALLY en de snijmachine de belasting tijdens manuele tilhandelingen vermindert.

Automatische manipulatie van rubberen vellen voor optische kwaliteitscontrole

Hebrans Lucas
Nowicki Tristan

Datwyler Pharma Packaging is gespecialiseerd in het vervaardigen van medische producten zoals spuitplunjers en flesafdichtingen. Deze worden geproduceerd door rubberen blokken tot vellen te persen waaruit de producten gesneden worden. De operatoren voeren een visuele kwaliteitscontrole uit van de voor- en achterzijde van het vel vanuit drie perspectieven. Dit proces is arbeidsintensief en kosteninefficiënt met een risico op onopgemerkte afwijkingen en defecten. Deze masterproef heeft als doel een manipulatiemachine te ontwikkelen om de visuele controle te automatiseren, rekening houdend met de ontwerpeisen voor gebruik in cleanrooms. Een literatuur- en marktstudie inventariseren de technologieën die typisch toegepast worden binnen dit domein. Drie verschillende machineconcepten werden opgesteld en geëvalueerd op basis van de ontwerpeisen. In de kosten-batenanalyse werd de economische haalbaarheid beoordeeld. De finale machine roteert het vel door middel van een knife-edge transportband die onder een hoek van 30° staat. De transportband neemt het vel op, roteert en legt het vel terug op zijn oorspronkelijke plaats. Hierna wordt het vel over een rol gebogen, waardoor de zijkant van de producten goed zichtbaar is voor het camerasysteem. Deze manipulatie gebeurt achtereenvolgens voor de drie richtingen. De implementatie van dit systeem vermindert het aantal voltijdsequivalenten met één per machine. Rekening houdend met de implementatie- en onderhoudskosten, heeft deze investering een terugverdientijd van 24 maanden.

Internal knuckle radius stress analysis for high-pressure heat exchangers

Henckens Robin

Deze thesis focust op de gelaste connectie tussen de wand en de buizenplaat van een hogedruk warmtewisselaar gebruikt in de ureum synthese. Het doel is om de mechanische spanningen te onderzoeken binnen deze gelaste connectie door verschillende methodes toe te passen en om een passende acceptatiecriteria te bepalen voor deze gelaste connectie. Een literatuurstudie werd uitgevoerd om numerieke benaderingen voor het berekenen van de spanningscomponenten te bepalen. Er is een geparametriseerd model gemaakt binnen Ansys Workbench en er zijn meerdere configuraties, verschillend in diameter, dikte, en gelaste radius, gesimuleerd met behulp van de
eindige-elementenmethode (EEM). Deze resultaten zijn geëvalueerd door middel van een design of experiments (DoE) om de belangrijkste mechanismes, die invloed hebben op de spanningen, te bepalen. Het resultaat van deze studie is dat de nauwkeurigheid van de handberekeningen conservatief waren tegenover de EEM resultaten. De grootte van de gelaste radius en interne diameter zijn de parameters die het meeste effect hebben op de spanningen. Voor de gesimuleerde configuraties bleek dat een gelaste radius tussen 30 mm en 40 mm de meest optimale balans was tussen spanningen en maakbaarheid. Een tweede-orde regressie formule was voorgesteld om spanningen accuraat te voorspellen zonder de tussenkomst van een EEM.

Analyse en optimalisatie van het schakelgeluid in het clutch-mechanisme van de Classified Cycling PowerShift naaf

Huybrechts Sander

De markt voor hoogwaardige racefietsen vraagt continu om innovaties die de prestaties en rijervaring verbeteren. De Classified Cycling Powershift-naaf speelt hierop in met een planetair 2-speed systeem dat de voorderailleur vervangt en schakelen onder volledige belasting mogelijk maakt. De huidige iteratie wordt echter gekenmerkt door een scherp transiënt geluid tijdens het terugschakelen onder belasting. Dit fenomeen tast de subjectieve kwaliteitsperceptie aan en ondermijnt het vertrouwen van de gebruiker in de mechanische integriteit. Dit onderzoek heeft als doel het fundamentele mechanisme achter deze geluidsproductie te identificeren en geometrische optimalisaties voor te stellen. De gehanteerde methodologie omvat een hybride aanpak. Eerst is middels experimentele analyse, waaronder component-isolatie en gesynchroniseerde high-speed videografie met audio-analyse, het geluidsgeneratiemechanisme bepaald. Vervolgens is een Multi-Body Dynamics model ontwikkeld in Siemens Simcenter 3D om parameters zoals contactkrachten en impactsnelheden te simuleren. Uit de resultaten blijkt dat de
abrupte ontkoppeling tijdens de wijziging van het krachtpad leidt tot een ongecontroleerde acceleratie door de interne speling, gevolgd door een harde impact. Op basis hiervan is de geometrie in het model gemodificeerd om de ontkoppeling gecontroleerd over een specifieke hoek te laten verlopen. Simulaties bevestigen dat deze aanpassing de speling gecontroleerd wegneemt, waardoor de impactpiek wordt geëlimineerd.

Hardware integration of an intelligent spray system on a European agricultural sprayer

Kleijnen Kian

Deze masterproef richt zich op de implementatie van de See & SprayTM-technologie van John Deere op hun Europese landbouwspuiten. See & SprayTM is een precisie spuitsysteem dat computervisie en machine learning gebruikt om gewassen van onkruid te onderscheiden en daardoor gericht chemicaliën kan spuiten. Deze techniek wordt in Noord Amerika al toegepast, maar de implementatie in Europa blijft achter. Dit komt mede door de unieke uitdagingen van de Europese markt, met name de striktere regelgeving omtrent maximale hoogte- en breedtematen van landbouwvoertuigen op de Europese wegen. Deze masterproef ontwikkelt een concept om de camera’s te monteren dat voldoet aan de Europese homologatie eisen terwijl het de functionaliteit van het See & Spray systeem behoudt. De methodologie bevat een literatuurstudie naar onkruiddetectiemethoden en de montageoplossingen die de concurrenten gebruiken, een analyse van het See & SprayTM systeem, en een ontwerpproces met concept generatie, selectie met behulp van beslissingsmatrices, conceptontwikkeling, en het bouwen van een prototype. Deze masterproef levert een gevalideerde aanpak om camera’s te integreren binnen de regelgevingen. Het uiteindelijke concept maakt gebruik van een modulair ontwerp en integreert met de boomontwerpen die deze technologie krijgen. De oplossing zorgt voor de implementatie van See & SprayTM-technologie in Europa, dit ondersteunt de overgang naar precisielandbouw en helpt de landbouwers het gebruik van chemische middelen te verminderen.

Design en ontwikkeling van een robotische veneuze beenwonde me regelbaar vochtgehalte, pH en temperatuur

Meertens Siebe 
Seré Senne

Medische vooruitgang verbetert de levenskwaliteit, maar in de wondzorg is behoefte aan technologieën die genezing ondersteunen en wondstatus objectief monitoren. SURMOUNT (Imo-imomec) ontwikkelt slimme verbanden die temperatuur, vocht en pH continu meten. Deze masterproef richt zich op het ontwerpen van een robotische veneuze beenwonde voor validatie van deze verbanden. De ontwikkeling van de robotische beenwonde brengt drie uitdagingen met zich mee: het realistisch nabootsen van de wondomgeving, het betrouwbaar meten met sensoren in een vochtige omgeving en het integreren van alle sensoren in één regelsysteem. Hiervoor wordt een wondmodel ontwikkeld uit Dragon Skin siliconen, gegoten in 3D-geprinte mallen, waarop sensoren en het regelsysteem getest en geoptimaliseerd worden. Na integratie wordt het model geëvalueerd onder verschillende wondcondities en verfijnd tot een betrouwbare testopstelling. De resultaten tonen aan dat het wondmodel in staat is om gecontroleerde en reproduceerbare wondcondities te creëren. De temperatuurregeling behaalde een afwijking van ± 0,1 °C van het ingestelde setpoint. Voor de pH-analyse werd azijn of een NaOH-oplossing toegevoegd aan saline.
Toevoeging van azijn resulteerde in een stabiele pH-daling van 0,1 eenheden, terwijl het toevoegen van NaOH-oplossing leidde tot een moeilijker te beheersen pH-stijging van 0,7 eenheden. Daarnaast bevestigden de debiettesten dat de vloeistofstroom nauwkeurig instelbaar was binnen het gewenste bereik, waarbij de afwijking niet groter was dan 0,1 ml/u.

Ontwerp en validatie van een robotische cocktailbar

Thijs Glenn

Deze masterproef in samenwerking met het bedrijf LASE beschrijft het ontwerp en de validatie van een robotische cocktailbar. Het doel van deze robotische cocktailbar is het automatiseren van de bereiding van cocktails met een cobot. De cobot moet in staat zijn om drank en ijs te doseren, de cocktail te shaken en uit te schenken. Het barpersoneel werkt de cocktail vervolgens af. Tijdens het ontwerp is rekening gehouden met de voedselveiligheid en de veiligheid van de omstaande mensen. Het ontwerp en de validatie in deze masterproef hebben enkel betrekking op de hoofdfuncties, zoals het bewegen van de robot, het doseren van alcoholische en gekoelde dranken, en het shaken van de cocktail. Terwijl de hoofdfuncties volledig ontworpen zijn in CREO, werden benodigde subsystemen conceptueel uitgewerkt om het volledige concept te kunnen valideren.
Kritische hoofdfuncties werden gevalideerd aan de hand van testopstellingen. Verder is een basisprogrammatie voor de cobot gemaakt, die volledig gesimuleerd is in ROBOGUIDE. Het eindresultaat is een volledig conceptueel ontwerp van de bar, waarvan de hoofdfuncties verder zijn uitgewerkt tot een testopstelling. Hiervan is een kostenanalyse gemaakt, en worden de verbeterpunten van het ontwerp besproken die tijdens de testen en simulaties geïdentificeerd werden.

The impact of thermo-mechanical load on the long-term performan of PV modules

Thomas Nicolas

Imo-imomec, een onderzoeksinstelling met fotovolta¨ısche (PV) technologie als een van haar kernexpertises en degradatie en betrouwbaarheid als een sleutelonderwerp binnen dit domein. Thermo-mechanische spanningen zijn lasten in elke operationele omgeving. Deze studie onderzoekt de invloed van thermo-mechanische lasten op mini-Si PERC PV modules via experimenten en fysisch-gebaseerde simulaties. Gestandaardiseerde druklast en thermische cyclussen zijn gebruikt om interne spanningen te evalueren. EEA (Eindige Elementen Analyse) is uitgevoerd met behulp van Ansys via verschillende mechanische en thermische berekeningsalgoritmes. Drie modules zijn getest op thermische degradatie in een klimaatkamer, met periodieke I-V metingen en elektroluminescentie
(EL)-beeldvorming. Realtime totale rek wordt gemeten met behulp van ge¨ıntegreerde Fibre Bragg Grating (FBG)- sensoren voor in-situ data-acquisitie tijdens thermische cycli tussen 85 and -40 °C voor 3 uur. De resultaten tonen dat thermo-mechanische lasten een meetbare degradatie van 2,79 % vermogensverlies genereren na 391 thermische cycli.
EL-beelden tonen degradatie aan de celranden en busbars, wat door EEA wordt bevestigd. FBG rekmetingen volgen de thermische uitzetting van de cell, en EEA toont dat lage vervorming samengaat met lage interne spanningen. EEA toont ook dat de moduletemperatuur achterloopt op die van de klimaatkamer. Meer langdurige thermische cycli zijn nodig om het falen van PV modulen te identificeren.

Improving the Characterization of Two-State DNA Transition Rates through a Frequency Response-based Analysis

Van Haverbeke Robbe

Karakterisering van DNA-kinetiek is cruciaal in verschillende vakgebieden, zoals moleculaire diagnostiek en biotechnologie. Dit onderzoek gebruikt een op maat ontworpen meetopstelling, gebaseerd op periodieke temperatuurverstoringen, om deze kinetiek te bepalen. Omdat metingen inherent onderworpen zijn aan ruis, is de ontwikkeling van een robuuste methode om de nauwkeurige extractie van kinetische parameters uit ruizige data te garanderen noodzakelijk. Daarom presenteert deze thesis een geautomatiseerd computationeel raamwerk, dat gebruik maakt van Fourier transformaties en eerste-orde systeemanalyse om datasets te verwerken en kinetische DNA-parameters te bepalen, samen met een onzekerheidsanalyse. Met behulp van temperatuurregeling kunnen thermodynamische parameters worden afgeleid en vergeleken met theoretische modellen.
Hiernaast werd de huidige experimentele opstelling geanalyseerd, en werden
signaal-ruisbeperkingen geïdentificeerd en gemitigeerd. Resultaten bevestigen een lineair verband tussen DNA-concentratie en het inverse van diens relaxatiesnelheid (1/τ). Deze relatie bevat een duidelijke temperatuurafhankelijkheid, dat zich uit als een verschuiving in het evenwichtsprofiel. Hieruit werden de transitierates van het DNA molecule geëxtraheerd, waarbij de off-rate (koff) een grotere temperatuurafhankelijkheid heeft dan de on-rate (kon): 160% versus 9.3% stijging bij een 3°C verhoging. Dit raamwerk is niet beperkt tot DNA-onderzoek, en generaliseerbaar naar elk twee toestanden systeem.

Master in de industriële wetenschappen: elektronica-ICT

Development of an FPGA-based lock-in amplifier for quantum diamond magnetometers

Evens Mike

Quantumdiamantmagnetometrie is een opkomende sensortechnologie die gebruikmaakt van de spinafhankelijke fluorescentie van stikstof-vacaturecentra in diamant om magnetische velden met hoge precisie te meten. De optische detectietechnieken die in deze systemen worden toegepast leveren echter vaak zwakke signalen op die worden verstoord door ruis. Traditionele softwarematige methoden voor signaalextractie zijn computationeel intensief en beperken de realtime prestaties. Deze thesis behandelt de uitdaging van realtime signaalherstel door een lock-inversterker direct in het sensorsysteem op een FPGA te integreren. De voorgestelde aanpak introduceert een synchrone detectiepijplijn die volledig in hardwarelogica is geïmplementeerd. Het systeem is ontworpen voor interfacing met een analoog-naar-digitaalomzetter die werkt op 1 MS/s en behaalde een signaal-ruisverhouding van 43 dB in combinatie met een lijnbreedte van 300 kHz door middel van referentiegebaseerde vermenigvuldiging en laagdoorlaatfiltering. Validatie werd uitgevoerd met zowel gesimuleerde als reële meetsignalen, waaronder gemoduleerde optische outputs uit kwantumsensingexperimenten. De in hardware ingebedde lock-inversterker bleek het gewenste signaal succesvol te isoleren en stabiele in-fase- en kwadratuuruitgangen te leveren voor zowel amplitude- als frequentiemodulatie. Dit werk toont de haalbaarheid aan van ingebedde signaaldemodulatie in kwantumsensorplatforms en biedt een schaalbare basis voor toekomstige hoge-snelheidssensorarchitecturen met lage latentie.

Master in de industriële wetenschappen: energie

Low-temperature performance of Lithium-ion cells: internal resistance mapping, cut-off voltage recovery, and feasibility of self-preheating for EV applications

Brouns Deinert

Elektrische voertuigen ondervinden aanzienlijk prestatieverliezen bij koude temperaturen omdat lithium-ion cellen een sterke toename van de interne weerstand vertonen bij lage temperatuur en lage laadtoestand (SOC). Hierdoor daalt de klemspanning sneller en wordt de afschakelspanning vroegtijdig bereikt, zelfs wanneer er nog bruikbare energie aanwezig is. Deze masterproef onderzoekt hoe temperatuur en SOC samen de interne weerstand van de een commerciële Li-ion cel beïnvloeden en bepaalt hoeveel restenergie na cut-off kan worden benut via relaxatie en voorverwarming. De cel werd ontladen aan 0.5C tussen -20 °C en 20 °C, waarbij vaste capaciteitsstappen werden gebruikt om de weerstand over SOC te weergeven. Na cut-off werd de cel in rust geplaatst en vervolgens opgewarmd tot 20 °C om zowel de constante stroom als constante spanning te bepalen.
Alle testen vonden plaats in een klimaatkamer met een Maccor 4200 systeem. De resultaten tonen een exponentiële toename van de interne weerstand onder 0 °C en een stijging bij lage SOC, met de meest beperkende werking bij -20 °C en onder 30% SOC. Na cut-off herstelt de cel binnen tien minuten tot 98-99% van de openklemspanning, en door voorverwarming komt extra energie vrij die anders onbenut blijft. Op packniveau maakt deze teruggewonnen energie beperkt laagvermogen rijden mogelijk, hoewel een deel nodig is voor zelfopwarming. De bevindingen benadrukken het belang van gerichte voorverwarming en ondersteunen betrouwbare batterij thermische strategieën bij lage temperaturen.

Energie-optimalisatie in een industriële productieomgeving door analyse van piekverbruik, batterij-inzet en lastverschuiving

Geuns Jelle

Deze masterproef onderzoekt hoe Group Ceyssens het capaciteitstarief kan verlagen door het optimaliseren van het toegangsvermogen en de capaciteitsterm, die sterk beïnvloed worden door de piekvermogens. Op basis van kwartierdata, belastingsprofielen, meetgegevens van de bestaande batterij en de bijkomende lasten van de nieuwe laklijn en laadinfrastructuur werd een volledige vermogensanalyse uitgevoerd. Hieruit blijkt dat
de huidige piek van 2.335 kW door de extra lasten kan stijgen tot 3.200,79 kW, waarbij de externe aansturing van de batterij op de Automatic Frequency Restoration Reserve
(aFRR)-markt een belangrijke bijdrage levert. Vervolgens werden verschillende scenario’s gesimuleerd met lokaal slim aangestuurde opslagsystemen en zonne-energie. Een van de meest effectieve oplossingen is het verplaatsen van de bestaande batterij naar een vrijstaand stationair opslagsysteem, waardoor de kosten binnen het capaciteitstarief aanzienlijk dalen. Daarnaast blijkt ook een lokaal gestuurde batterij van 2,5 MWh een haalbare optie om toekomstige pieken te reduceren. Wanneer beide strategieën gecombineerd worden, komt bijkomende PV-opwekking opnieuw vrij op de hoofdmeter, wat de piekvermogens verder kan verlagen. Ten slotte concludeert de studie dat zowel een vrijstaand stationair opslagsysteem als een lokaal gestuurde batterij van 2,5 MWh afzonderlijk een effectieve strategie vormen om het capaciteitstarief te optimaliseren, en dat hun combinatie bijkomende voordelen kan bieden.

Master in de industriële wetenschappen: informatica

Gebruiksvriendelijke beveiligingsmodelleringtool voor de fortunately-unfortunately methode

Gielkens Mika

Threat modeling is een systematische methode binnen softwareontwikkeling om potentiële beveiligingsrisico’s vroegtijdig te identificeren en te mitigeren. Ondanks het belang ervan ervaren veel ontwikkelaars het proces als complex en tijdsintensief, wat vaak leidt tot onvolledige risicoanalyses. Dit onderzoek ontwikkelt en evalueert een gebruiksvriendelijke tool, gebaseerd op de fortunately-unfortunately methode, om het threat modeling-proces toegankelijker en effectiever te maken. Een literatuurstudie brengt bestaande threat modeling-raamwerken, mindmaptools en visualisatietechnieken in kaart. Op basis daarvan wordt een eisenlijst opgesteld met zowel generieke functies als mogelijkheden specifiek voor fortunately-unfortunately treemodellering. Vervolgens wordt een webgebaseerd prototype ontwikkeld in React en D3, uitgebreid met zoek- en filterfuncties, visuele coderingen en ondersteunende interacties. De tool wordt geëvalueerd via een gebruikersonderzoek met negen deelnemers, die een scenario doorlopen, taken uitvoeren en hun ervaring rapporteren via een open vragenlijst en de User Experience
Questionnaire (UEQ). De resultaten tonen een duidelijke verbetering in gebruiksvriendelijkheid ten opzichte van een basis mindmapsoftware, met positieve
UEQ-scores op alle dimensies (aantrekkelijkheid +1.04, efficiëntie +1.33, stimulatie +0.69) tegenover negatieve scores voor de basisversie. De tool verhoogt zo de toegankelijkheid van threat modeling voor niet-experts en biedt intuïtieve ondersteuning binnen het beveiligingsproces.

Introducing AI in an industrial environment for pallet detection and transportation with an AGV

Theys Ferre
Yalvac Abdullah

Autonomous guided vehicles (AGV's) worden gebruikt om veilig objecten te transporteren. Bij Movanis worden palletten gedetecteerd door een diepte-intensiteitscamera op de AGV. Dit onderzoek tracht om de foto-naar-locatie-pipeline te verbeteren met behulp van
AI-modellen, alsook om de manuele invoer van pallettypes te elimineren en een lokalisatieprecisie vergelijkbaar met de computer visie pipeline van Movanis of beter te behalen. De modellen werden getraind op de diepte- en intensiteitsdata van de
AGV-camera en geëvalueerd op een ongeziene dataset. Deze test evalueert de robuustheid tegen nieuwe omgevingen en de prestatie van de lokalisatie- en classificatiemodellen. Met de bounding boxes van het classificatiemodel werd een lokalisatiemodel getraind en getest op dezelfde manier als het classificatiemodel om de locatie van het pallet te bepalen. RetinaNet werd gekozen uit de geteste modellen op basis van theoretische vergelijkingen en werd getest met verschillende parameters. Voor lokalisatie zijn verschillende modellen getest waarvan de gemiddelde fout en standaardafwijking vergeleken zijn. De resultaten tonen dat RetinaNet hoge precisie heeft met 97.8% en 91.0% en mAP0.5:0.95 boven 63% voor beide use cases. Voor lokalisatie blijkt dat het AI-model een gelijkaardig of betere precisie kan bereiken dan het huidige algoritme afhangend van de kwaliteit van de bounding boxes die bepaald worden door het detectiemodel. Ter conclusie, AI-modellen zijn een haalbaar alternatief voor het veilig oppakken en verplaatsen van palletten.

Integration and testing of microwave subsystem into quantum diamond magnetometer for space applications

Wilmots Simon

Kwantumdiamantmagnetometrie op basis van stikstofvacature (NV)-centra is een techniek voor het zeer gevoelig meten van vectoriële magnetische velden op kamertemperatuur.
Dit type kwantumsensor maakt gebruik van de optisch gedetecteerde magnetische resonantie (ODMR)-uitleesmethode om de spintoestanden van NV-centra te adresseren door middel van een microgolfveld. Daarom heeft het microgolfsubsysteem een directe invloed op de gevoeligheid, meetsnelheid en prestaties van de sensor. Dit werk behandelt het ontwerp, de implementatie en de experimentele validatie van een nieuwe manier om het microgolfsubsysteem aan te sturen met software-defined radio (SDR) op een printplaat van (55 x 60 x 1,6) cm³ met een stroomverbruik van ~1,4 W. Microgolfexcitatieschema's zoals hyperfijne excitatie, frequentiesweeping en modulatie zijn succesvol geïmplementeerd met behulp van het software-defined radio-platform.
Gevoeligheidsanalyses zijn uitgevoerd met continious-wave ODMR-metingen, die resonantielijnbreedtes van enkele megahertz opleveren en magnetische veldgevoeligheden van 4,4 nT/√Hz aantonen, terwijl gedemoduleerde ODMR een gevoeligheid van ~176 pT/√Hz bereikt. PCB-implementaties voor hyperfijne excitatie laten ook concurrerende prestaties zien in vergelijking met bestaande commerciële oplossingen. Uiteindelijk is dit een van de stappen om de geïntegreerde
OSCAR-PINQ-sensor naar een praktisch sub-nT/√Hz-gevoeligheidsbereik te brengen, waardoor de detectie van meer ruimtegerelateerde verschijnselen mogelijk wordt.

Master in de industriële wetenschappen: nucleaire technologie

Activation Analysis of the Primary Coolant of a Lead Fast Nuclear Reactor

Gilis Willem

Deze masterproef onderzoekt de neutronactivatie van de primaire koeling in een sub-100 MW, bad-type loodgekoelde snelle reactor. Zelfs in hoogzuiver lood zorgen onzuiverheden voor hoge hoeveelheden aan radionucliden onder lange bestraling. Dit beïnvloedt de operationele stralingsniveaus, onderhoudsbeperkingen en het uiteindelijke afvalbeheer.
Om deze effecten te kwantificeren werd in Serpent-2 een reactormodel ontwikkeld om neutronentransport met Monte-Carlo-simulaties te berekenen. Twee modellen werden gebruikt: Core 1, een brandstof-lay-out omgeven door reflectoren, en Core 2, een aangepaste lay-out met extra interne en externe absorbeerlagen om neutronenlekkage naar het reactorbad te beperken. Omdat deze extra afscherming de ex-core flux sterk verlaagt, zijn globale variatiereductietechnieken met weighted windows toegepast om statistisch betrouwbare fluxen in laag-intensiteitsgebieden te verkrijgen. De activatie van het koelmiddel werd berekend met een multi-zone-activatiemodel op basis van volumegemiddelde reactiesnelheden. Na 40 jaar operatie is de totale koelmiddelactiviteit in Core 2 vier- tot zesmaal lager dan in Core 1, afhankelijk van de afkoeltijd en dominante isotopen. Hoewel de meeste activatieproducten onder hun vrijstellingslimieten dalen, blijft Ag-108m het langstlevende beperkende nuclide. Omdat de activering van zilver sterk afhankelijk is van de beginconcentratie, is een nauwkeurige bepaling van onzuiverheden in loodbatches essentieel voor betrouwbare voorspellingen van opslag- en vrijgave-eisen.

Simulatie van veiligheidssystemen met behulp van 1D-codes en CF voor ontwerpondersteuning van de SMR-demonstrator

Goossenaerts Boud

De energietransitie vereist betrouwbare, koolstofarme systemen als aanvulling op hernieuwbare energiebronnen. De Loodgekoelde Snelle Reactor (LFR), ontwikkeld als een Kleine Modulaire Reactor (SMR) door SCK CEN, is een beloftevolle oplossing door passieve veiligheid te combineren met duurzaamheid. Om de operationele robuustheid van dit innovatieve ontwerp aan te tonen, is nauwkeurige simulatie essentieel. Vloeibaar lood introduceert specifieke thermohydraulische uitdagingen. De hoge dichtheid en het lage Prandtl-getal houden in dat warmteoverdracht gedomineerd wordt door moleculaire geleiding in plaats van convectie, waardoor de toepasbaarheid van klassieke empirische correlaties beperkt is. Deze masterproef pakt deze uitdagingen aan door een
1D-systeemmodel te ontwikkelen met behulp van de RELAP5/MOD3.3-code, gemodificeerd voor zware vloeibare metalen. Dit model simuleert de dynamica van de primaire kring onder stationaire en transiënte condities. Om de betrouwbaarheid te waarborgen, worden representatieve hydraulische karakteristieken voor de complexe primaire
warmtewisselaar afgeleid met gedetailleerde CFD-simulaties. Deze verbeterde coëfficiënten worden geïntegreerd in RELAP5 om de hydraulische getrouwheid te verhogen. Het ontwikkelde multi-schaal model maakt een onderbouwde veiligheidsevaluatie mogelijk onder ongevalsscenario’s, zoals verlies van gedwongen stroming. Verder ondersteunt de integratie van 1D-systeemcodes en CFD-resultaten de ontwerpoptimalisatie van de SMR-demonstrator binnen het SCK CEN-programma.

Master of Energy Engineering Technology

Dynamic Hydrogen Electrode as a Tool for Measuring Single Electro Potential and Impedance in PEM Water Electrolyzers

Ali Suhaib Mohammed Saif

Proton Exchange Membrane Water Elektrolysers (PEMWEs) zijn veelbelovende technologieën voor de productie van duurzame waterstof dankzij hun compacte ontwerp, hoge efficiëntie en geschiktheid voor wisselende hernieuwbare energiebronnen. Om hun prestaties en levensduur te optimaliseren, is gedetailleerd inzicht in het gedrag van de afzonderlijke elektroden vereist, wat niet mogelijk is met traditionele tweeelektrodesystemen. Deze masterproef biedt een oplossing door een Dynamische Waterstofelektrode (DHE) te implementeren als stabiele in situ referentie-elektrode.
Hierdoor worden volwaardige drie- elektrode metingen mogelijk binnen een operationeel PEMWE-systeem. Een op maat gemaakte cel werd ontwikkeld om
enkel-elektrodepotentialen en elektrochemische impedantiespectra (EIS) te meten onder realistische bedrijfsomstandigheden. Dit maakte het mogelijk om elektrochemische verliezen per elektrode nauwkeurig te analyseren, inclusief kinetische, ohmse en massatransportverliezen. Het DHE-systeem bleek reproduceerbaar, ruimtelijk stabiel en gevoelig voor variaties in stroomdichtheid en debiet. De toepassing ervan biedt waardevolle inzichten in degradatiemechanismen en prestatiebeperkingen. Deze kennis draagt bij aan de ontwikkeling van efficiëntere en duurzamere elektrolysers en ondersteunt de bredere inzet van groene waterstoftechnologieën.

Ingenieur in Limburg