2D Tröpfchengrößenverteilung: D32 Imaging

Die LIF/Mie Laser Imaging Technik misst die räumliche Verteilung des Sauter-Durchmessers (Sauter Mean Diameter, D32) von Spray Tröpfchen im Laserlichtschnitt.
Diese bildgebende Technik ist komplementär zu Tröpfchengrößen Messungen mit einem Phasen Doppler Interferometer (PDI). D32-Laser Imaging misst die relative Tröpfchengröße in einer Ebene, während PDI die absolute Größe und Geschwindigkeit einzelner Tröpfchen in einem Punkt des Sprays mit hoher Zeitauflösung erfasst.
Bei der planaren D32 Messtechnik werden die simultan auf einem Laserlichtschnitt erzeugten LIF und Mie Spraysignale gleichzeitig aufgenommen.  Das LIF Signal skaliert mit dem Volumen, das Mie Signal mit der Oberfläche aller Tröpfchen in einem kleinen Messvolumen.

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Der Sauter-Durchmesser ist ein Mittelwert aus einem Tröpfchen-Ensemble. Dasselbe gilt für das LIF/Mie-Verhältnis: es ergibt nicht die Größe individueller Tröpfchen, dafür aber räumlich aufgelöst den lokalen Mittelwert der Größenverteilung.
Durch geeignete Auswahl des Fluoreszenz-Tracers und dessen Konzentration können entsprechende LIF und Mie Spraybilder aufgenommen werden. Dieses kann zeitgleich durch die Synchronisierung zweier Kameras oder mit einer Kamera mit Doppelbildoptik erfolgen.
Die zunächst relative Größe des Sauter-Durchmessers kann durch eine Apsolutmessung an einem Punkt kalibriert werden. Dazu muss entweder der Wert des Sauter-Durchmessers an einer Stelle im Spray bekannt sein, oder durch Einsatz einer anderen Technik, z.B. LaVisions ParticleMaster Shadow oder einem Phasen Doppler Interferometer (PDI), bestimmt werden.
Zur Unterdrückung von Streulicht höherer Ordnung ist die Anwendung strukturierter Beleuchtung (Structured Laser Illumination Planar Imaging, SLIPI) ein effizientes Mittel.

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