Auf dieser Seite stellen wir einen im Journal of Japan Coating Technology Association veröffentlichten technischen Bericht zum TSTOF-Messverfahren vor. Der Artikel behandelt optische Messtechniken zur Spraycharakterisierung und konzentriert sich insbesondere auf die technischen Grundlagen und die historische Entwicklung des TSTOF-Messverfahrens sowie auf den Vergleich mit anderen laserbasierten Messverfahren.
TSTOF steht für Time-Shift Time-of-Flight. Bei diesem Messverfahren werden die Lichtstreusignale analysiert, die entstehen, wenn Tropfen oder Partikel einen optischen Messbereich durchqueren. So lassen sich Informationen über Tropfengröße, Partikelgröße, Geschwindigkeit und das Sprayverhalten im Spray gewinnen.
Schaefer, W., Li, L., Stegmann, P., & Terada, M. (2026). TSTOF測定法に関する技術報告書：第一部 ─ 技術的基礎、歴史的発展、および他のレーザー測定法との比較. Journal of Coatings Technology and Research, 61(3), 100. https://jcot.or.jp/download/61-03-2.pdf
https://jcot.or.jp/tosokogaku16.html#2026
Technische Grundlagen des TSTOF-Messverfahrens
Das TSTOF-Messverfahren nutzt zeitlich versetzte Lichtstreusignale. Wenn Tropfen oder Partikel ein strukturiertes Lichtfeld durchqueren, zeichnet der Detektor charakteristische Signalverläufe auf. Diese Signale enthalten Informationen über die Bewegung des Objekts, seine Wechselwirkung mit dem Licht und den Zustand des Sprays.
Das Verfahren eignet sich für die Spraydiagnostik an einzelnen Tropfen und Partikeln. Damit ist es eine nützliche optische Messtechnik für Forschung und Entwicklung, Lackierprozesse, Zerstäubungstechnik und Partikelmesstechnik.
Historische Entwicklung von TSTOF
Der Artikel beschreibt auch die historische Entwicklung des TSTOF-Messverfahrens. Die Technik wurde mit dem Ziel der optischen Charakterisierung von Tropfen und Partikeln entwickelt. Heute bildet sie die Grundlage verwandter Technologien wie SpraySpy®, SprayQuantAI® und ParticleTensorAI®.
Diese Technologien verbinden die klassische optische Spraymesstechnik mit Signalverarbeitung, kompakten Messsystemen und KI-gestützten Auswertemethoden. Dadurch erweitert sich das Anwendungsspektrum der Spraymesstechnik weiter.
Vergleich mit anderen laserbasierten Messverfahren
Für die laserbasierte Spraydiagnostik gibt es verschiedene Messverfahren, die jeweils eigene Vorteile und Grenzen haben. Das TSTOF-Messverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass es zeitaufgelöste Lichtstreusignale einzelner Tropfen oder Partikel erfassen kann.
Daher eignet sich TSTOF für Spraymessungen, bei denen Informationen zu jedem einzelnen Tropfen benötigt werden. Wichtig ist außerdem, dass im Vergleich zu kamerabasierten Messverfahren schnelle optische Signale genutzt werden können. Dadurch ist das Verfahren nicht nur für Forschungszwecke, sondern auch für die Überwachung industrieller Prozesse einsetzbar.
Anwendung in der Beschichtungstechnik
Die Spraycharakterisierung spielt in der Beschichtungstechnik eine wichtige Rolle. Tropfengröße, Geschwindigkeit, Partikelverhalten und Spraystabilität wirken sich unmittelbar auf die Schichtqualität, die Materialausnutzung und die Prozessführung aus.
Das TSTOF-Messverfahren hilft, komplexe Spraysysteme beim Lackieren, Zerstäuben, in der Partikeldiagnostik und bei der Überwachung industrieller Prozesse zu verstehen. Zudem bildet es die Grundlage KI-gestützter Sprayanalysetechnologien wie SprayQuantAI® und ParticleTensorAI®.
Dieser Beitrag ist Teil 1 einer Serie technischer Berichte und legt die Grundlagen für das Verständnis und die Anwendung des TSTOF-Messverfahrens in komplexen Spraysystemen.
