SQA2 システム構成
SQA2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：
- LSS2 光学測定プローブ
- IMEA 制御ユニット
LSS2構成では、2つの同期したアクティブ検出器チャンネルを使用します。検出器信号は同一の測定イベントに対応付けて記録され、設定された信号処理手法への入力データとなります。
記録された2つの光散乱信号から、同一の液滴によって生じる散乱イベント間の時間シフトに関する情報が得られます。これらの信号の順序とタイミングを解析することで、SQA2は液滴組成の違いを検出できます。
SprayQuantAI® SQA2は、SQA1プラットフォームに2つ目の同期検出器チャンネルを追加したシステムです。スプレーや流れの中の個々の液滴を時間分解で評価するよう設計されており、オプションで液滴組成の解析も可能です。本システムは、2チャンネルのLSS2光学プローブとIMEA制御ユニットを組み合わせています。
測定原理
液滴が照射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が検出器の方向へ散乱されます。LSS2は、2つの同期したアクティブ検出器チャンネルを通じて時間分解信号を記録します。
信号データは、取得と処理のためにIMEA制御ユニットへ転送されます。選択した評価手法と校正に応じて、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信号データを解析します。モデルは参照測定から学習した関係を用いて、選択された液滴特性を推定します。学習データおよび検証データは、想定する測定セットアップと用途に適したものである必要があります。
2つの評価アプローチの詳細については、従来の測定原理 [1][2] および AIベースの測定原理 [3][4] 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 | LSS2 |
| 制御ユニット | IMEA |
| アクティブ検出器チャンネル | 2（同期） |
| 代表的な作動距離 | 125 mm |
| 選択可能な作動距離 | 62.5 mm、125 mm、250 mm |
| 代表的なレーザー波長 | 405 nm |
| 代表的なレーザー出力 | 3 mW |
測定とデータ処理
IMEA制御ユニットは、光学プローブを信号処理ソフトウェアおよび測定ソフトウェアと接続します。同期した検出器信号を取得し、処理済みの測定データを選択されたホストまたはインターフェースに提供します。
用途やソフトウェア構成に応じて、個々の液滴の結果やスプレーの統計パラメータを出力できます。利用可能な出力とインターフェースは、選択したIMEA構成によって異なります。
参考文献
[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