Schlieren-Bildgebung

Schlieren-Bildgebung ist eine Möglichkeit, unsichtbare Strömungselemente wie Gase, Luft und andere durchsichtige Medien sichtbar zu machen.  Die jüngsten technischen Fortschritte in der Hochgeschwindigkeits-Bildgebung haben die Bildqualität der durch diese Technik möglichen Bilder erhöht. Erhöhte Lichtempfindlichkeit, höhere Geschwindigkeit und spezielle Funktionen haben zum Einsatz dieser Methode in einer Vielzahl von Anwendungen beigetragen.

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Warum verwendet man High-Speed-Imaging für Schlieren-Bildgebung?

Sichtbare Details

Mit einer Hochgeschwindigkeitskamera bei der Schlieren-Bildgebung können Forscher unsichtbare Ereignisse analysieren und detaillierte Bilder erhalten. Phantom-Kameras verfügen über speziell entwickelte CMOS-Sensoren, die in der Lage sind, Bildraten, Auflösungen und Belichtungszeiten zu variieren. Die Möglichkeit, diese Einstellungen zu steuern, ermöglicht es einem Forscher, bei der Planung des Experiments sehr genau vorzugehen. Ausgewählte Phantom-Kameras verfügen über Datenspeicheroptionen in der Kamera, die längere Aufnahmezeiten ermöglichen. Diese Datenverwaltungsoptionen reduzieren die Stillstandszeiten zwischen den Experimenten, während die Daten übertragen werden, und maximieren die Nutzungsdauer des Labors.

Datenqualität

Daten sind vielleicht der wichtigste Aspekt von Schlieren, denn sie sind der Grund, warum das aufwändige Spiegelsystem überhaupt erst aufgebaut wird. Bestimmte Phantom-Kameras können dazu beitragen, die Datenqualität intakt zu halten, indem sie dem Bediener die Möglichkeit geben, die Lüfter der Kamera vorübergehend zu deaktivieren. Dadurch wird verhindert, dass die vom Sensor der Kamera erzeugte Wärme in das Schlierenfeld eindringt und die Datenintegrität zerstört.

Konsistenz ist auch bei der Erhaltung der Datenqualität wichtig. Da in der Umgebung um ein Schlieren-System herum kleine Temperatur- oder Luftqualitätsänderungen auftreten, können sich die gesammelten Daten ändern. Große und einfache Datenverwaltungsfunktionen in Phantom-Kameras ermöglichen die schnelle Wiederholung mehrerer Hochgeschwindigkeitsereignisse, um Umweltveränderungen zu vermeiden, die schwer zu kontrollieren sind.

Verbesserte Lichtempfindlichkeit

Schlieren-Bildgebung ist die Visualisierung eines schnellen Prozesses mit einer sehr kleinen Lichtquelle. Das bedeutet, dass die Empfindlichkeit der Schlüssel zu einem guten Bild ist. Da die Schlieren-Bildgebung ein Phänomen mit naturgemäß hohem Kontrast ist, ist die Fähigkeit zur Manipulation von Gradationskurven wichtiger als ein hoher Dynamikbereich. Durch die Anpassung der Gradationskurve sind Forscher in der Lage, die Graustufen zu steuern und möglichst detaillierte Bilder zu gewinnen.

Obwohl es möglich ist, sowohl monochrome als auch Farbsensoren für die Schlieren-Bildgebung zu verwenden, ist der monochrome Sensor lichtempfindlicher.  Bei der Auswahl einer Phantom-Kamera sollte man bei der Sensorauswahl berücksichtigen, welche Art von Daten gesammelt werden müssen und welcher Sensor in der Lage ist, diese zu liefern.