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4 Die optische Messtechnik
In dieser Arbeit wird die Impulsholographie als Messtechnik eingesetzt.
Mit dieser optischen und damit nicht-invasiven Messtechnik
kann Anzahl, Größe und Aufenthaltsort aller im Rührkessel befindlichen
Blasen dreidimensional und verzerrungsfrei erfasst werden. Damit
können die in Kap. 2.2.1 genannten Zielgrößen direkt und mit
großer Genauigkeit aus dem Experiment bestimmt werden.
4.1 Holographie
Die Holographie wurde 1948 von Gabor [27] bei Versuchen entdeckt,
das Auflösungsvermögen von Rasterelektronenmikroskopen zu
verbessern. Bis Mitte der sechziger Jahre fand sie wegen des Mangels
an kohärenten Lichtquellen und Aufzeichnungsmaterialien jedoch
kaum Anwendung. Thompson [86] setzte die Holographie erstmals
1967 bei der Analyse von Sprühströmungen ein. Seit Ende der
siebziger Jahre erlebt die Holographie durch ständige Verbesserungen
der Aufnahmematerialien und Laser einen ernormen Aufschwung
(z.B.: [33, 87]).
Ein auf der Holographie basierendes Verfahren, die “Real-Time”-
Interferometrie, wird von Mayinger & Panknin [66], Mayinger
& Nordmann [65], Mayinger & Chen [62] auf die Untersuchung
von Wärme- und Stoffübertragungsvorgängen angewandt.
Impulsholographie
Die holographische Partikelmesstechnik (Impulsholographie) hat die
Aufgabe, aus räumlichen Partikelfeldern Anzahl, Größe und Position
der einzelnen Partikel zu bestimmen. Bei der Aufnahme von Doppelpulshologrammen
wird das dreidimensionale Partikelfeld zweimal in
einem zeitlich definierten Abstand auf dem Aufnahmemedium gespeichert
und damit die beiden räumlichen Positionen der Partikel zum
Zeitpunkt der Aufnahmen. Aus dem Abstand der beiden Positionen
einer Partikel und der Zeitspanne zwischen den beiden Aufnahmen
wird ihr dreidimensionaler Geschwindigkeitsvektor ermittelt.