Schattenverfahren
Schattenaufnahmen sind sehr gut geeignet zur Visualisierung von einzelnen Teilchen und Tröpfchen oder anderer Strukturen. Diese hochauflösende Imaging Technik arbeitet im Durchlichtverfahren mit einer gepulsten Hintergrundbeleuchtung.
Das Messvolumen ist definiert durch die Brennebene sowie die Tiefenschärfe des abbildenden Systems. Die Technik ist unabhängig von Form und Material (transparent oder undurchsichtig) des Teilchens. Das Schattenverfahren ermittelt morphologische Daten der Teilchen und misst Teilchengrößen bis in den unteren Mikrometerbereich bei der Verwendung eines geeigneten optischen Systems.
Abhängig von der mittleren Geschwindigkeit der Teilchen kann die geeignete Lichtquelle ein gepulster Laser mit spezieller Beleuchtungsoptik, eine Blitzlampe oder eine gepulste LED sein. Verwendet man einen kurzen Laserpuls zur Belichtung, ist es möglich, Bewegungen von mehr als 100 m/s einzufrieren. Eine Doppelbelichtung kombiniert mit einer Doppelbildkamera erlaubt die Messung größenabhängiger Teilchengeschwindigkeiten.
Interferometrisches Mie Imaging: IMI
(aka Interferometric Laser Imaging for Droplet Sizing, ILIDS)
Die Methode des Interferometrischen Mie Imagings ist eine Technik zur Ermittlung von Größen sphärischer Tröpfchen und Blasen, ähnlich der Phasen Doppler Interferometrie. Das Prinzip basiert auf der Erzeugung unscharfer Tröpfchenbilder, die mit einen Laserlichtschnitt beleuchtet werden. Der optische Aufbau eines Standard IMI Systems besteht aus einem Laserlichtschnitt und einer Kamera mit einem Objektiv sehr hoher Qualität. Bewegt man die Kamera aus dem Fokus, werden die Tröpfchen als Interferenzstreifenmuster dargestellt. Dieses Interferenzstreifenmuster entspricht exakt der Fernfeld Abbildung, die man mit Hilfe der Mie Theorie berechnen kann.
Der Streifenabstand ist abhängig vom Durchmesser des Tröpfchens und dem Öffnungswinkel des Objektivs. Mit zunehmender Größe des Tröpfchens nimmt auch die Anzahl der Streifen zu, d. h. die Größe der Tröpfchen kann durch den Streifenabstand eindeutig bestimmt werden. Die Bildgröße des Streifenmusters ist ein Maß für die z-Position des Tröpfchens entlang der optischen Achse.
