Dissertation

2
einfallendes
Licht
Partikelkollektiv
Detektor
transmittiertes
Licht
gestreutes
Licht
Bild 1.1.: Die Streuung am Partikelkollektiv sorgt für eine winkelabhängige Lichtverteilung.
disierten Teststäube gemäß der Norm ISO 12103-1. Hierbei soll auf Peripheriegeräte
weitestgehend verzichtet werden, um ein kleines und mobiles Messsystem
zu realisieren. Dadurch wird natürlich die Vielfalt der einsetzbaren Lichtquellen
und Detektionssysteme stark eingeschränkt. Zur Systemintegration eignet sich
der Ansatz der planar integrierten Freiraumoptik, bei dem alle aktiven optischen
Komponenten, also Lichtquelle und Detektoren, in einer Ebene angeordnet sind
und das Licht auf einem Zick-Zack-Pfad durch das System geleitet wird.
Beim Durchstrahlen von Anregungslicht durch eine Supension kommt es zur
Wechselwirkung zwischen dem Licht und den Partikeln. Dadurch wird zum einen
eine Schwächung des direkt tranmittierten Lichtes verursacht und zum anderen
wird ein Teil des Lichtes in alle Raumrichtungen gestreut. Bild 1.1 zeigt schematisch
wie Detektoren an verschiedenen Stellen zur Messung eingesetzt werden
können. Zur optischen Partikelanalyse lassen sich grundsätzlich zwei Verfahren
unterscheiden:
1. die Extinktions-, Transmissions- oder Trübungsmessverfahren,
die die charakteristischen Änderungen eines Lichtstrahls beim Durchstrahlen
eines Messobjektes in Vorwärtsrichtung zur Messung nutzen und
2. die Streulichtmessverfahren,
die das von einem Messobjekt gestreute Licht auswerten.
Die Wechselwirkung zwischen dem Anregungslicht und den Partikeln hängt von
den Parametern der Suspension und denen des Anregungslichtes ab. Diese sind
die auftretenden Partikelgrößen im Vergleich zur Wellenlänge, das Verhältnis der
Brechzahlen von Partikeln und Flüssigkeit und die Partikelkonzentration. Diese
Parameter bestimmen das sogenannte Messregime, auf das sich eine geeignete
Messmethoden immer bezieht [2]. Die zu erwartende Partikelkonzentration ist