Hintergrund-Schlieren-Methode (BOS)

Die Hintergrund-Schlieren-Methode (BOS) ist eine moderne, optische Messtechnik zur dreidimensionalen Bestimmung von Dichteverteilungen in Gasen. Sie kombiniert einfache Hardwareanforderungen mit präzisen Auswertemethoden und bietet im Vergleich zu klassischen Verfahren einen deutlich vereinfachten experimentellen Aufbau.

Beschreibung

Einsatzgebiete

  • Dichteanalyse: Präzise Vermessung dreidimensionaler Dichteverteilungen in Gasen

  • Temperaturberechnung: Ableitung von Temperaturverteilungen durch Kombination von Dichtemessungen und Druckdaten mit der idealen Gasgleichung

Funktionsweise

  • Lichtstrahlen werden durch Dichtegradienten im Gas abgelenkt

  • Diese Ablenkungen verursachen sichtbare Verschiebungen in einem zufällig strukturierten Punktmuster, das als Hintergrund dient

  • Zur Bestimmung des Brechungsindex analysieren Kreuzkorrelationsalgorithmen die Verschiebungen, indem ein Referenzbild ohne Messobjekt mit einem Messbild des Dichtefeldes verglichen wird

  • Tomographische Algorithmen und die Gladstone-Dale-Beziehung ermöglichen die Rekonstruktion des dreidimensionalen Dichtefeldes

  • Die Kombination mit Druckmessungen erlaubt Temperaturbestimmungen durch die ideale Gasgleichung

Eigenschaften

  • Einfache Implementierung mit kosteneffizienten Komponenten

  • Vielseitige Anwendung für unterschiedlichste Gase und Geometrien