SQA2 Systemkonfiguration
SQA2 besteht aus zwei Hardware-Hauptkomponenten:
- Optische Messsonde LSS2
- Steuereinheit IMEA
Die LSS2-Konfiguration verwendet zwei synchronisierte aktive Detektorkanäle. Die Detektorsignale werden bezogen auf dasselbe Messereignis aufgezeichnet und dienen als Eingangsdaten für das konfigurierte Signalverarbeitungsverfahren.
Die beiden aufgezeichneten Lichtstreusignale liefern Informationen über die zeitliche Verschiebung zwischen Streuereignissen, die von demselben Tropfen erzeugt werden. Durch die Analyse der Abfolge und des zeitlichen Verlaufs dieser Signale kann SQA2 Unterschiede in der Tropfenzusammensetzung erkennen.
SprayQuantAI® SQA2 erweitert die SQA1-Plattform um einen zweiten synchronisierten Detektorkanal. Das System ist für die zeitaufgelöste Charakterisierung einzelner Tropfen in Sprays und Strömungen ausgelegt, optional mit Analyse der Tropfenzusammensetzung. Es kombiniert die zweikanalige optische Messsonde LSS2 mit der Steuereinheit IMEA.
Messprinzip
Wenn ein Tropfen den beleuchteten Messbereich durchquert, streut er einen Teil des einfallenden Laserlichts in Richtung der Detektoren. LSS2 zeichnet über seine zwei synchronisierten aktiven Detektorkanäle zeitaufgelöste Signale auf.
Die Signaldaten werden zur Erfassung und Verarbeitung an die Steuereinheit IMEA übertragen. Abhängig von der gewählten Auswertemethode und Kalibrierung kann SprayQuantAI® Größen wie Tropfengröße, Tropfengeschwindigkeit und Tropfenrate bestimmen.
Bei der KI-basierten Auswertung analysiert ein trainiertes Modell die gemessenen Signaldaten. Das Modell nutzt aus Referenzmessungen gelernte Zusammenhänge, um die gewählten Tropfeneigenschaften zu schätzen. Die Trainings- und Validierungsdaten müssen für den vorgesehenen Messaufbau und die jeweilige Anwendung geeignet sein.
Weitere Informationen zu den beiden Auswerteansätzen finden Sie auf den Seiten zum klassischen Messprinzip [1][2] und zum KI-basierten Messprinzip [3][4].
Typische optische Konfiguration
| Parameter | Typische Konfiguration |
|---|---|
| Optische Messsonde | LSS2 |
| Steuereinheit | IMEA |
| Aktive Detektorkanäle | 2, synchronisiert |
| 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 IMEA verbindet die optische Messsonde mit der Signalverarbeitungs- und Messsoftware. Sie erfasst die synchronisierten Detektorsignale 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 IMEA-Konfiguration ab.
Literatur
[1] W. Schaefer, A. Hänsel, and D. Wolter, “Sprühstrahl dynamisch messen: Neue Methode soll die manuelle Nasslackierung unterstützen,” BESSER LACKIEREN, no. 12, p. 11, Dec. 2026. https://www.besserlackieren.de/technik-produkte/mess-und-prueftechnik/spruehstrahl-dynamisch-messen/
[1] W. Schaefer, S. Fleck, M. Haas and T. Jakobs, “Optical measurement method for monitoring high-mass-concentration slurry sprays: An experimental study,” Photonics, vol. 12, no. 7, Art. no. 673, 2025, doi: 10.3390/photonics12070673. https://www.mdpi.com/2304-6732/12/7/673
[3] 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
[4] W. Schaefer, E. Goldenberg, M. F. S. Al-Naggar, and W. Schaufler, “AI-assisted determination of refractive index and mass concentration of individual spray droplets using TSTOF light-scattering signals,” Int. J. Heat Fluid Flow, Art. no. 110417, 2026, doi: 10.1016/j.ijheatfluidflow.2026.110417. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0142727X26001839