DA032 - Lehrstuhl Verbrennungskraftmaschinen und Flugantriebe ...

8. Fehlerbetrachtung - 87 -
8. Fehlerbetrachtung
Fehler stellen störende Einflussfaktoren bei der Ermittlung der Konzentrationsverteilung dar.
Diese lassen sich jedoch durch Kenntnisse dieser minimieren beziehungsweise
ausschließen. Dazu gehören zum einen der Laser, die Kamera, die Software sowie mögliche
Anwenderfehler.
8.1 Hardware und Versuchsaufbau
Hardwarefehler stellen Grenzen der Messtechnik dar. Eine primäre Fehlerquelle ist der Laser
selbst. Hier können durch Schwankungen in der Intensität, das Auftreten von Streulicht und
Reflektion sowie eine sich aufgrund der Umlenkspiegel veränderliche Geometrie des
Laserstrahls und daraus folgende Beleuchtungsfehler auftreten. Neben der Lichtquelle kann
auch das Detektionssystem Fehler verursachen. Dazu gehören Pixelfehler, welche sich
durch defekte Bildpunkte auf dem CCD-Chip darstellen. Diese liefern keine oder nur
fehlerhafte Bildinformationen. Weiterhin kann die räumliche Auflösung sowie Rundungsfehler
das detektierte Bild verfälschen. Eine Grenze, die auch im Experiment aufgetreten ist, stellt
das Kamerarauschen dar. Dies tritt auf, wenn die zu detektierende Konzentration zu gering
ist, und durch das Rauschen der Kamera überlagert wird.
Zu nennen ist auch die verwendete Pumpe zur Realisierung der Hauptströmung. Diese
erzeugt ebenfalls einen störenden Einfluss auf die Messungen. Die Anzeige des
Schwebekörperdurchflussmessers, welcher mit der große Pumpe verbunden ist, weist bei
geringen Durchsätzen ein pulsieren auf, welches auch am Saugschlauch zu beobachten
war. Weiterhin erschwerte die Blasenbildung bei erhöhten Durchsätzen die Messungen.
Diese Blasenbildung in Verbindung mit verschmutzten Seitenwänden, welche von der
Kamera detektiert werden, stellen die Hauptprobleme bei den durchgeführten Versuchen
dar. Da die Pumpe zur Förderung der Rhodaminlösung eine Druckdosierpumpe ist, welche
mittels einer Membran arbeitet, wurde anstatt einer kontinuierlichen Eindüsung die Lösung
abhängig von der eingestellten Menge mehr oder weniger stark pulsierend zugeführt.
8.2. Messfehler
Messfehler können primär durch fehlerhafte Werte bezüglich des Timings zwischen
Laserpuls und Kameraverschlusszeit auftreten. Es kann es passieren, dass Bilder
unregelmäßig beziehungsweise gar nicht erfasst werden.
Die Verwendung des Lasers birgt ebenfalls Messfehler. Eine zusätzliche Lichtabsorption
führt zu einer ungenauen Messung der lokalen Farbstoffkonzentration. Dies kann
beispielsweise durch eine Ebene Messfläche (Plexiglasplatte, anstatt eines Rohres)