Time-Shift (Messverfahren)
Time-Shift (auf deutsch Zeitverschiebungsverfahren (ZVV)) ist ein Messverfahren, das auf der Rückstreuung von Licht (z. B. Laserlicht) durch Partikel basiert. Es wird zur Bestimmung von charakteristischen Eigenschaften (Größe und Geschwindigkeit) einzelner Partikel in einem Aerosol oder Spray verwendet. Aus diesen Größen können wiederum der Tropfenimpuls und der Volumenstrom im Messpunkt bestimmt werden.
Geschichte Bearbeiten
Diese Technik wurde zum ersten Mal von Semidetnov 1985 erwähnt. 2002 wurde sie dann von Damaschke et al. und 2003 von Albrecht et al. weiterentwickelt.[1][2]
Anwendungsbereich Bearbeiten
Dieses Verfahren findet hauptsächlich bei verfahrenstechnischen Aufgaben Anwendung. Dabei werden Tropfen und Partikel, die sich in Suspensionen und Emulsionen oder in einer anderen Flüssigkeit befinden, zuverlässig erfasst. Im Gegensatz zur Phasen-Doppler-Technik kann das Verfahren zwischen Blasen und Feststoffpartikeln unterscheiden. Durch intensive Forschung wurde es möglich, ein kompaktes Analysegerät zu konstruieren, das nun für den industriellen Einsatz von Nutzen ist.[2] Dieser Aufbau und der damit verbundene Vorteil entsteht dadurch, dass Sender- und Empfängeroptiken auf einem gemeinsamen Träger befestigt und somit leicht zu positionieren sind.[3]
Eigenschaften Bearbeiten
Es handelt sich hierbei um ein verbessertes Zeitverschiebungsverfahren, deshalb ist es leichter anpassungsfähig. Für diese Anpassungsfähigkeit sorgt die Möglichkeit des Vorwärts- und Rückwärtsstreuverfahrens. Es bestimmt sowohl die Größe, Geschwindigkeit als auch die Anzahl der Partikel und damit auch den Volumenstrom. In vielen Fällen ist es auch möglich, sich den Brechungsindex angeben zu lassen. Durch dieses Verhältnis kann man die Phase oder das Material, das gerade gemessen wird, bestimmen.[4]
Funktionsweise Bearbeiten
Der Laserstrahl wird von Linsen fokussiert. Das Licht, das durch die Partikel gestreut wurde, teilt sich in s (senkrecht)- und p(parallel)-polarisiertes Licht auf und wird von zwei Photodetektoren separat erfasst. Das Signal, das von den Detektoren kommt, liefert die notwendigen Informationen um die Größe, Geschwindigkeit und den Brechungsindex der Partikel und Tröpfchen exakt abzuschätzen. Die Dicke des Laserstrahls sollte dabei die Größe des Tröpfchens nicht überschreiten, um das Time-shift-Signal zu erhalten. Wenn dieser Wert nämlich überschritten wird, ist das Signal nicht mehr dazu geeignet als Grundlage für die Bestimmung der oben genannten Größen zu dienen. Dadurch entsteht dann das Problem, dass sich die Signalanteile der unterschiedlichen Streuungen überlappen und somit nicht einzeln erfasst und unterschieden werden können. Aber genau diese Unterscheidung benötigt die oben genannte Methode zur Bestimmung ihrer Werte.[1]
Siehe auch Bearbeiten
Weblinks Bearbeiten
Einzelnachweise Bearbeiten
- ↑ a b c W. Schäfer: Time-Shift Technique for Particle Characterization in Sprays.
- ↑ a b Walter Schäfer und Cameron Tropea: Time-Shift Technique for Particle Characterization in Sprays. 1. Auflage. ISBN 978-3-8442-6708-2.
- ↑ Charakterisierung von Partikeln und Tropfen. Abgerufen am 10. August 2016.
- ↑ Vincentz Network: Tropfen zählen dank Zeitverschiebung. Abgerufen am 10. August 2016.