Dissertation

volumenbezogene Intensität
4. Talbotinterferometrie für die Partikelanalyse 91
0,18
0,16
0,14
0,12
0,1
0,08
z_T/4
z_T/2
z_T
3z_T/2
2z_T
0,06
0,04
0,02
0
0 0,5 1 1,5 2 2,5
g*
Bild 4.43.: Mittelwert auf dem Detektor in Abhängigkeit von g ∗ bei verschiedenen
Partikel-Detektor-Abständen.
kommt. Der zeitliche Abstand zwischen zwei Streuereignissen ist so groß, dass
der gemittelte Wert sehr klein wird. Je kleiner der Abstand zwischen den Partikeln
und dem Detektor ist, desto höher ist das Signal, wenn g ∗ < 1. Für größere
g ∗ verschiebt sich das Maximum zu größeren Abständen.
Um die als erste Abschätzung ermittelten Werte aus Bild 4.43 zu überprüfen,
wurden Versuche mit monodispersen Partikelproben gleicher Massekonzentration
durchgeführt. Dazu wurden monodisperse Partikelproben verschiedener
Konzentration durch undurchsichtige Scheibchen aus Aluminium auf Quarzglassubstraten
nachgebildet (siehe Bild 4.44). Die Durchmesser liegen zwischen 20
und 100 µm und die Partikelanzahl wurde für drei Massenkonzentrationen K1-
K3 bestimmt. Dabei ist K2=2K1 und K3=3K1. Die Partikelscheibchen wurden
willkürlich in einem Messfeld der Größe 0,5 mm x 2 mm verteilt. Unter der Annahme,
dass sich das Probenvolumen 1 mm nach oben ausdehnt und eine Suspension
aus Wasser und Teststaub vorliegt, ergibt sich für K1 eine Massekonzentration
von ca. 2800 mg/l.
Für die Konzentration K3 wurde das Signal in einem Dektektionsgebiet mit
den Abmessungen von ca. (350 x 13) µm 2 (also ca. 7p x p/4) aufgenommen. Die
Gitterperiode liegt bei p=50 µm und die Partikelgrößen wurden so gewählt, dass
sich g ∗ =0,2, 0,5 und 1 ergibt. Die Partikelproben wurden über eine Messlänge
von 2 mm mit einer Schrittweite von 5 µm in axialen Abständen von z/z T =0,66,
1, 1,5 und 2 an der Kamera vorbeibewegt. Über eine Länge von 1 mm wurde der
Mittelwert ermittelt und mit dem Dunkelsignal normiert. Bild 4.45 zeigt die so
ermittelten Messwerte. Bei der Ermittlung der theoretischen Kurven, die ebenfalls
in diesem Diagramm dargestellt sind, wurde berücksichtigt, dass es bei der realen
Messung zu einem Störsignal I Stör kommt, das das rein theoretische Dunkelsignal
übersteigt. Dieses wird durch das Rauschen des Detektors und durch Störlicht