Charakterisierung der Form und des Agglomeratzustandes disperser Systeme mit einem 3D-Streulichtpartikelsensor

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Sergiy Antonyuk
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 220606072

Im Rahmen der ersten Projektphase des Verbundprojektes (MPaC) wurde an der TU Kaiserslautern ein 3D-Streulicht-Partikelsensor (3 dimensional light scattering sensor, 3D-LSS) entwickelt und erprobt. Die laufenden Untersuchungen konzentrieren sich hierbei auf einen Partikelgrößenbereich zwischen 500 und 1500 nm. Durch Messung der dreidimensionalen Streulichtverteilung einer Einzelpartikel, die einen Laserstrahl durchquert, können Informationen über die Form der Partikel gewonnen werden. Hierzu wird die Partikel durch einen kugelförmigen Meßraum geleitet. An der Innenseite dieses Meßraumes können, an bis zu 16 Positionen gleichzeitig, Streulichtintensitäten gemessen werden. Mit Hilfe von entwickelten Algorithmen zur Signalauswertung können durch diese Messungen zeitnah Aussagen über Partikelgröße und -form getroffen werden. Während der Projektlaufzeit des Fortsetzungsprojekts sollen im Wesentlichen drei Ziele verfolgt werden. Ein Schwerpunkt wird auf die Weiterentwicklung des 3D-LSS zur Charakterisierung von irregulär geformten, realitätsnahen Partikelsystemen gelegt. Zunächst sollen im Hinblick auf Anwendung der Messsysteme bei Industriepartnern Möglichkeiten zur Kombination der innerhalb des MPaC-Verbundes entwickelten Sensorsysteme untersucht und umgesetzt werden. Weiterhin soll das hier aufgebaute Sensorsystem für den mobilen Einsatz bei Projekt- und Industriepartnern modifiziert und auf seine Robustheit für solche Einsätze hin überprüft werden. Es werden theoretische und experimentelle Untersuchungen der Partikelbewegung im Freistrahl der aerodynamischen Fokussierung innerhalb des entwickelten Sensorsystems 3D-LSS durchgeführt. Über Korrelationen mit der dabei entstehenden Streulichtverteilung sollen Erkenntnisse gewonnen werden, die eine dreidimensionale Messung von komplex geformten Partikeln, wie z.B. Ruß, pyrogen erzeugtem Siliziumdioxid oder anderen desublimierten Partikeln, ermöglichen. Am Ende der Projektlaufzeit sollen dann vor Ort an technischen Anlagen der Industriepartnern Messungen durchgeführt und die Ergebnisse mit den Messungen der Projektpartner verglichen werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen