SQA1 – Systemkonfiguration
SQA1 besteht aus zwei Hardware-Hauptkomponenten:
- optische Messsonde LSS1 zur Erfassung zeitaufgelöster Lichtstreusignale
- Steuereinheit ZEON für Signalerfassung, Signalverarbeitung und Kommunikation mit der Messsoftware
Die LSS1-Konfiguration verwendet einen aktiven Detektorkanal. Sie zeichnet für jedes detektierte Tropfenereignis ein Lichtstreusignal auf. Je nach gewählter Konfiguration kann das Signal mit klassischer Signalanalyse oder mit einem KI-basierten Modell ausgewertet werden.
SprayQuantAI® SQA1 ist eine kompakte Konfiguration zur zeitaufgelösten Messung einzelner Tropfen in Sprays und Strömungen. Sie kombiniert die optische Messsonde LSS1 mit der Steuereinheit ZEON. Das System zeichnet Lichtstreusignale einzelner Tropfenereignisse auf und wertet sie mit der gewählten Mess- und Softwarekonfiguration aus.
Messprinzip
Wenn ein Tropfen den beleuchteten Messbereich durchquert, streut er einen Teil des einfallenden Laserlichts in Richtung des Detektors. LSS1 zeichnet das resultierende Signal über die Zeit auf. Das Signal enthält Informationen über den Tropfen und seine Wechselwirkung mit dem optischen Messbereich.
Die Steuereinheit ZEON erfasst und verarbeitet das Signal. Je nach gewählter Auswertemethode und Kalibrierung kann SprayQuantAI® Größen wie Tropfengröße, Tropfengeschwindigkeit und Tropfenrate bestimmen.
Bei der KI-basierten Auswertung analysiert ein trainiertes Modell die vollständige gemessene Signalform. Das Modell nutzt aus Referenzmessungen gelernte Zusammenhänge, um die gewählten Tropfeneigenschaften aus einem einzigen Signal vorherzusagen.
Weitere Informationen zu den beiden Auswerteansätzen finden Sie auf den Seiten zum klassischen Messprinzip [1] und zum KI-basierten Messprinzip [2][3].
Typische optische Konfiguration
| Parameter | Typische Konfiguration |
|---|---|
| Optische Messsonde | LSS1 |
| Steuereinheit | ZEON |
| Aktive Detektorkanäle | 1 |
| Typischer Arbeitsabstand | 125 mm |
| Verfügbare Arbeitsabstände | 62,5 mm, 125 mm und 250 mm |
| Typische Laserwellenlänge | 405 nm |
| Typische Laserleistung | 3 mW |
Messung und Datenverarbeitung
Die Steuereinheit ZEON verbindet die optische Messsonde mit der Signalverarbeitung und der Messsoftware. Sie erfasst das Detektorsignal und stellt die verarbeiteten Messdaten dem gewählten Host-System bzw. der gewählten Schnittstelle zur Verfügung.
Je nach Anwendung und Softwarekonfiguration kann das System Ergebnisse für einzelne Tropfen sowie statistische Sprayparameter liefern. Die verfügbaren Ausgaben und Schnittstellen hängen von der gewählten ZEON-Konfiguration ab.
Literatur
[1] W. Schaefer, C. Tropea, G. Wigger, and D. Eierhoff, “Spray measurements with the time-shift technique,” Meas. Sci. Technol., vol. 32, no. 10, p. 105202, Oct. 2021, doi: 10.1088/1361-6501/ac0467. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6501/ac0467
[2] W. Schaefer and L. Li, “Particle characterization by analyzing light scattering signals with a machine learning approach,” Appl. Opt., vol. 63, no. 29, p. 7701, Oct. 2024, doi: 10.1364/AO.531346. https://opg.optica.org/ao/abstract.cfm?uri=ao-63-29-7701
[3] A. M. A. Doan, W. Schaefer, V. Chernoray, W. Schaefer, and V. Chernoray, “Analysis of the light scattering of a colloid droplet on a Gaussian beam to determine the suspension concentration,” in Proc. ILASS-Europe, Lund, Sweden, 2025.