Volume 73, Issue 10 - 10

Bei der Geschwindigkeitsmessung mittels Laser-Doppler-Anemometrie (LDA) kann das Messvolumen meist als punktförmig betrachtet werden. Einige Anwendungen erfordern eine noch höhere örtliche Auflösung, die mit konventionellen Methoden nicht verbessert werden kann. In dieser Arbeit wird ein Algorithmus vorgestellt, mit dem die örtliche Auflösung des Messvolumens durch ein tomographisches Verfahren deutlich gesteigert werden kann. Anhand künstlich generierter Geschwindigkeitsfelder und Partikelverteilungen werden Messwerte für die Verifikation generiert. Das Verfahren eignet sich für optische Messtechniken, bei denen die Messgröße diskret verteilt vorliegt. In some applications the finite size of the probe volume of a Laser Doppler Anemometry (LDA) system limits its spatial resolution. Conventional methods to increase resolution often fail because of geometrical constraints. In this work a tomographic algorithm is presented to increase the spatial resolution of the LDA. The integral information on velocity and particle density within the probe volume is analyzed to obtain sub-volume resolution, which is limited by the increment of traversing the probe volume through the flow field. Employing an artificial velocity field the algorithm is verified and demonstrates its applicability to other measurement techniques with discrete measurand distribution.

In diesem Beitrag wird ein neuartiges Messverfahren auf interferometrischer Basis vorgestellt, um den Zustand eines in die Oberfläche des zu untersuchenden Objektes eingebrachten optischen Gitters mithilfe der Digitalen Holografie auszuwerten. Die neue Messtechnik erlaubt die Bestimmung von Verschiebungskomponenten senkrecht bzw. parallel zur untersuchten Oberfläche und bietet gleichzeitig interferometrische Genauigkeit. Da das eingeschriebene optische Gitter wie ein passiver Sensor wirkt, eignet sich das Verfahren besonders zur Langzeitüberwachung von polymeren Mikrokomponenten. This article presents a new measurement technique based on interferometry. Digital Holography is applied to a grating directly integrated into the surface. Both in-plane and out-of-plane components of the displacement field can be measured by evaluating the phase distribution of the reconstructed hologram. Because of the direct integration of the grating, this sensor concept permits the long-time online-monitoring of a polymeric micro-component by measuring the surface displacements within the order of the used wavelength.

Flächenhafte interferometrische Prüfverfahren sind zur Qualitätsbeurteilung optischer Bauteile prädestiniert. Die Prüfung von asphärischen optischen Flächen oder Systemen erfordert jedoch fast immer spezielle Nullkompensatoren. Für diese Aufgabe werden häufig computergenerierte Hologramme (CGHs) eingesetzt. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass mit einer einzigen diffraktiv wirkenden Funktionsfläche eine einfallende Wellenfront nahezu beliebig manipuliert werden kann. Die speziellen Anforderungen an die Asphärenprüfung mit computergenerierten Hologrammen werden entlang des gesamten Zyklus behandelt, beginnend von der Auslegung des Prüfaufbaus über Design und Herstellung der CGHs bis hin zur Anwendung und Kalibrierung der Hologramme. Interferometry has been the standard means of testing optical elements. For aspheric optical surfaces however, the optical testing requires usually a special null lens. Recently, the null testing with computer-generated holograms (CGHs) has become an established technique. CGHs allow a nearly arbitrary wavefront shaping via diffraction using only a single diffractive element. This paper gives details on a number of aspects of computer-generated holograms that have to be considered for successful testing aspheric optics along their entire cycle, from design over application to calibration.

Gestützt auf eine Finite-Elemente-Analyse wurde ein kalorimetrischer Strömungssensor in Dickschichttechnik auf einem Stahlrohr aufgebaut. Die Sensorkennlinie wurde sowohl experimentell als auch aufgrund der numerischen Simulation ermittelt. Die erforderlichen Maßnahmen zur Erweiterung des linearen Kennlinienbereichs und zur Erhöhung des Signalpegels werden aufgezeigt. Based on the results of Finite Element Analyses a calorimetric flow-sensor has been realized on a steel tube by thick-film technology. The sensor characteristics have been determined experimentally as well as by numerical simulation. The paper discusses procedures required to increase the linearity range of the sensor characteristic and sensor signal output.

Measurement uncertainty influences conformance assessment and hence statements on the conformity of products. An international draft guide on conformance testing and measurement uncertainty specifies for production purposes how to proceed if a quantification of this influence is needed. In this contribution the methods of this document are applied to conformity assessment. The study is based on the world-market products wire screen and woven wire cloth specified in international standards. The conclusion is that in principle the methods in the draft guide are well applicable to this group of products both for conformity and for conformance assessment. Only some provisions for the probability density of measurement results had to be changed. The overall-results are realistic when the procedures given are adapted to the specific purposes under investigation. Messunsicherheit beeinflusst die Konformitätsbewertung. Im Entwurf eines internationalen Leitfadens werden die Zusammenhänge für die Produktion von Gütern zwischen Bewertung und Messunsicherheit quantitativ beschrieben. In diesem Beitrag werden diese Vorgaben für eine Fallstudie an Drahtgeweben, die in internationalen Normen beschrieben sind, herangezogen. Insgesamt hat sich gezeigt, dass die beschriebenen Methoden gut umsetzbar sind und zu realistischen Ergebnissen führen. Es wurde allerdings auch klar, dass nicht alle Vorschläge sinnvoll umsetzbar waren.

Diese Arbeit stellt eine Messtechnik vor zur Charakterisierung von Mehrphasenströmungen mit einem optischen Fasersensor. Gemessen wird der Verlauf des Tropfenaufpralls auf dem Sensorende. Der komplexe Signalverlauf wird anhand zweier Simulationen erklärt. Die experimentellen Ergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung mit den Berechnungen. Ein Modell der Totalreflexion am Wasserrest, der auf dem Faserende verbleibt, erklärt eine bestimmte Signaleigenschaft. This paper presents a measuring technique that uses an optical fiber sensor for the characterization of a multi-phase flow. The measurement monitors the process of the drop impingement on the sensor tip. The complex signal is explained using two simulations. The experimental calculations agree well with the theoretical results. A model for the total reflection at the remaining water on the fiber tip explains a certain signal attribute.