SQA1 システム構成
SQA1は、2つの主要なハードウェアコンポーネントで構成されています。
- 時間分解光散乱信号を検出するLSS1光学測定プローブ
- 信号の取得・処理と測定ソフトウェアとの通信を行うZEON制御ユニット
LSS1構成では、1つのアクティブな検出器チャンネルを使用します。検出された液滴イベントごとに光散乱信号を記録します。選択した構成に応じて、信号は従来型の信号解析またはAIベースのモデルで評価できます。
SprayQuantAI® SQA1は、スプレーや流れの中の個々の液滴を時間分解で測定するためのコンパクトな構成です。LSS1光学測定プローブとZEON制御ユニットを組み合わせています。システムは個々の液滴イベントから光散乱信号を記録し、選択した測定・ソフトウェア構成を用いて評価します。
測定原理
液滴が照明された測定領域を通過すると、入射したレーザー光の一部を検出器の方向へ散乱します。LSS1は、その結果生じる信号を時間軸に沿って記録します。この信号には、液滴と、光学測定領域との相互作用に関する情報が含まれています。
ZEON制御ユニットが信号を取得・処理します。選択した評価方法とキャリブレーションに応じて、SprayQuantAI®は液滴径、速度、液滴レートなどの量を求めることができます。
AIベースの評価では、学習済みモデルが測定された波形全体を解析します。モデルは参照測定から学習した関係を用いて、1つの信号から選択した液滴特性を予測します。
2つの評価アプローチの詳細については、従来型の測定原理[1]およびAIベースの測定原理[2][3]のページをご覧ください。
代表的な光学構成
| パラメータ | 代表的な構成 |
|---|---|
| 光学プローブ | LSS1 |
| 制御ユニット | ZEON |
| アクティブな検出器チャンネル数 | 1 |
| 標準作動距離 | 125 mm |
| 選択可能な作動距離 | 62.5 mm、125 mm、250 mm |
| 標準レーザー波長 | 405 nm |
| 標準レーザー出力 | 3 mW |
測定とデータ処理
ZEON制御ユニットは、光学プローブを信号処理および測定ソフトウェアに接続します。検出器信号を取得し、処理済みの測定データを選択したホストまたはインターフェースに提供します。
用途とソフトウェア構成に応じて、システムは個々の液滴の結果と統計的なスプレーパラメータを提供できます。利用可能な出力とインターフェースは、選択したZEON構成によって異なります。
参考文献
[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.