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tm - Technisches Messen

Plattform für Methoden, Systeme und Anwendungen der Messtechnik

[TM - Technical Measurement: A Platform for Methods, Systems, and Applications of Measurement Technology
]

Editor-in-Chief: Puente León, Fernando / Zagar, Bernhard


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ISSN
2196-7113
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Volume 83, Issue 1

Issues

Volumetrische Strömungsmessungen mittels plenoptischer Hochgeschwindigkeitskamera

Volumetric flow measurements with a plenoptic high-speed camera

Andreas Fischer / Christian Kupsch / Johannes Gürtler / Jürgen Czarske
Published Online: 2015-12-17 | DOI: https://doi.org/10.1515/teme-2015-0086

Zusammenfassung

Um für komplexe, hochdynamische Strömungsprozesse wie bei Einspritzungen in Verbrennungsmotoren eine hohe Datenrate zu erreichen, d. h. eine große Voxelanzahl im dreidimensionalen Messvolumen und eine hohe Messrate, wird der Aufbau einer Lichtfeld-High-Speed-Kamera sowie deren Anwendung für ein frequenzmoduliertes Doppler-Global-Velozimeter (FM-DGV) vorgestellt. Die Lichtfeldauswertung gestattet hierbei die 3D-Rekonstruktion des Messvolumens für jedes aufgenommene Bild. Das Messsystem wurde zunächst für zwei simultan beobachtete Messebenen aufgebaut und es wird die Untersuchung eines instationären Sprays präsentiert.

Abstract

For the investigation of complex, highly dynamic flow processes such as, e. g., the fuel injections in combustion engines, flow measurement system with a high data rate are required. In order to achieve a high data rate, i. e. a large number of voxel within a three-dimensional measurement volume in combination with a high measurement rate, a light field high-speed camera is developed and used for a frequency modulated Doppler global velocimeter (FM-DGV). The light field evaluation allows the 3d reconstruction of the measurement volume from each recorded image. The measurement system is initially applied for two simultaneously observed measurement planes. As a result, the investigation of an unsteady spray flow is presented.

Schlagwörter: Hochgeschwindigkeits-Lichtfeldkamera; 4D-Geschwindigkeitsmesssung

Keywords: High-speed light field camera; 4d velocity measurements

About the article

Andreas Fischer

Andreas Fischer studierte Elektrotechnik an der Technischen Universität Dresden. Dort wurde er an der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik 2009 promoviert und 2013 für das Fach Messtechnik habilitiert. Seit 2009 leitet er die Arbeitsgruppe Messsystemtechnik an der Professur für Mess- und Sensorsystemtechnik. Seine Hauptarbeitsfelder sind die Untersuchung und Anwendung neuartiger optischer Messsysteme für Strömungs- und Fertigungsprozesse sowie die Untersuchung von Messbarkeitsgrenzen.

Technische Universität Dresden, Professur für Mess- und Sensorsystemtechnik, Helmholtzstraße 18, 01062 Dresden

Christian Kupsch

Christian Kupsch studierte Elektrotechnik an der Technischen Universität Dresden. Er schloss das Studium 2015 mit seiner Diplomarbeit „Aufbau, Charakterisierung und Anwendung eines plenoptischen 3D-Strömungsmesssystems“ an der Professur für Mess- und Sensorsystemtechnik erfolgreich ab. Seine Interessenschwerpunkte sind die Signalverarbeitung sowie die akustische und optische Messtechnik.

Technische Universität Dresden, Professur für Mess- und Sensorsystemtechnik, Helmholtzstraße 18, 01062 Dresden

Johannes Gürtler

Johannes Gürtler studierte Elektrotechnik an der Technischen Universität Dresden mit der Vertiefung Automatisierungs-, Mess- und Regelungstechnik. Er schloss sein Studium 2015 mit der Diplomarbeit „Untersuchung der Strömungsphänomene an einer Hochdruckeinspritzdüse“ erfolgreich ab und ist seitdem Doktorand an der Professur für Mess- und Sensorsystemtechnik. Sein Hauptarbeitsgebiet sind kamerabasierte Lasermesssysteme für die Untersuchung hochdynamischer Strömungsphänomene.

Technische Universität Dresden, Professur für Mess- und Sensorsystemtechnik, Helmholtzstraße 18, 01062 Dresden

Jürgen Czarske

Jürgen Czarske studierte Elektrotechnik und Physik an der Universität Hannover, wo er 1995 den Doktorgrad und 2003 die Venia Legendi erhielt. Von 1995 bis 2004 arbeitete er am Laser Zentrum Hannover e. V. und seit 2004 hat er an der Technischen Universität Dresden die Professur für Mess- und Sensorsystemtechnik (ehemals Professur für Mess- und Prüftechnik) inne. Sein gegenwärtiger Forschungsschwerpunkt ist die Entwicklung und Anwendung neuartiger optischer und ultraschallbasierter Sensoren für die Untersuchung von bislang unzugänglichen Strömungsphänomenen und Fertigungsprozessen.

Technische Universität Dresden, Professur für Mess- und Sensorsystemtechnik, Helmholtzstraße 18, 01062 Dresden


Accepted: 2015-10-05

Received: 2015-08-26

Published Online: 2015-12-17

Published in Print: 2016-01-28


Citation Information: tm - Technisches Messen, Volume 83, Issue 1, Pages 9–15, ISSN (Online) 2196-7113, ISSN (Print) 0171-8096, DOI: https://doi.org/10.1515/teme-2015-0086.

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©2015 Walter de Gruyter Berlin/Boston.Get Permission

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[1]
Hao Chen and Volker Sick
SAE International Journal of Engines, 2017, Volume 10, Number 2, Page 625

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