Contact

Prof. Dr. Uwe Hampel
Head
u.hampel@hzdr.de
Phone: +49 351 260 2772
Fax: +49 351 260 12772, +49 351 260 2383

Prozessmikroskop

Foto: Fig. 1: The optical flow microscope. ©Copyright: Christoph Schunk

Fig. 1: The optical flow microscope.

Foto: Fig. 2: Detection of non-spherical bubbles ©Copyright: Christoph Schunk

Fig. 2: Detection of non-spherical bubbles

Das Prozessmikroskop wurde zur Messung von Gasblasen und Partikeln in strömenden Fluiden entwickelt. Es hat sich für eine Vielzahl von Anwendungsfällen etabliert. Handelsübliche optische Sensortechnik, welche üblicherweise auf der Streuung von Licht beruhen, sind meist sehr teuer und technisch komplex. Dieses System stellt einen deutlich einfacheren Ansatz zur Partikel- und Gasblasenmessung zur Verfügung.

Es basiert auf einem Kamerasystem, das mit dem Durchlichtverfahren arbeitet. Gasblasen bilden sich dabei als dunkle Schatten über einem hellen Bildhintergrund ab. Beleuchtungs- und Kameraeinheit stehen sich hier direkt gegenüber und können beispielsweise in einem Rohr oder einem Prozessbehälter montiert sein. Dieses Verfahren erreicht zudem eine sehr hohe, durch die Güte des optischen Systems und die Auflösung des Bilddetektors bestimmte, Genauigkeit bei der Bestimmung volumetrischer und formspezifischer Partikelparameter, besonders bei hohen Gasgehalten/Partikeldichten und komplexen Partikelformen.

Kurze Belichtungszeiten von 1 µs erlauben die Aufnahme scharfer Bilder auch bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten.  Es zeichnet sich zudem durch geringe Systemanforderungen aus und setzt PC-seitig nur eine Gigabit-Ethernet-Schnittstelle voraus. Das Prozessmikroskop beinhaltet überdies eine Software zur algorithmischen Auswertung der aufgenommenen Bildsequenzen.

So können Blasen und Partikel vermessen und ihre Parameter – wie Achsen, Orientierung und Größe – bestimmt werden. Aus diesen ermittelten Daten können dann Größenverteilungen errechnet und über eine integrierte Software visualisiert werden.



Das Prozessmikroskop kann in verschiedensten Bereichen der Industrie und Wissenschaft eingesetzt werden, bei denen die Entstehung, die Lösung oder das Verhalten von Mikrogasblasen von diagnostischem Interesse sind. Beispiele sind die Untersuchung von

  • chemischen Reaktionen mit lokaler Gasfreisetzung oder Verdampfung,
  • Elektrolyse,
  • Fermentationsprozesse,
  • Kavitation,
  • Siedevorgängen und
  • Gaslöslichkeit und Gasdisperson.

Typische Parameter

Auflösung: 656 x 492 (256 Graustufen)
Schnittstelle: Gigabit Ethernet (GigE Vision)
Bildrate: bis zu 120 Bilder/s
Max. Druck: 10 bar
Betriebstemperatur: 0 ... 45 °C
Spannungsversorgung: 9 ... 36 V DC
Messabstand: 5 mm ... 10 mm
Messbereich für Blasen/Partikel: 6 µm ... 3 mm

Contact

Prof. Dr. Uwe Hampel
Head
u.hampel@hzdr.de
Phone: +49 351 260 2772
Fax: +49 351 260 12772, +49 351 260 2383