HELOS/KR-Vario SMACTOR

Laserbeugungsanalyse diverser Dosieraerosole, Pump – und Treibgassprays mit Tröpfchen oder Feststoffpartikeln von 0,25 µm bis 1.750 µm in flexibler Messanordnung, speziell mit großen Sprühkegelwinkeln

Der Laserbeugungssensor HELOS/KR-Vario ist in Kombination mit dem flexiblen Aktuator SMACTOR für die Partikelgrößenanalyse verschiedenster Sprays konzipiert. Tröpfchen oder Feststoffpartikel von MDI-, Pump- oder Treibgasflaschen werden zuverlässig und reproduzierbar im Bereich von 0,25 µm bis 1.750 µm analysiert. Die offene, in der Breite variable Messzone des optischen Systems gewährleistet zusammen mit einem beweglichen Universalträger die Anpassung an kundenspezifische Anforderungen.

Für die Erzielung von reproduzierbaren Messbedingungen müssen vielfältige Parameter berücksichtigt werden, die bei der Ausbildung eines manuell ausgelösten Sprühnebels eine Rolle spielen. Zu diesen zählen z.B. die Kraft- und Beschleunigungsverhältnisse bei der Anwendung des Zerstäubers sowie der Abstand  und die Orientierung des Sprays zur Messzone. Im HELOS & SMACTOR-System können die entscheidenden Mess- und Auslöseparameter über die Software dokumentiert , gesteuert und als abrufbare Messmethoden (Standard Operating Procedures (SOPs)) gespeichert werden.

Für die Simulation individueller Daumendrücke und Auslöseprozesse sorgt der intelligente Kraft- und Trajekt-Aktuator SMACTOR. Der Kraftmodus stellt das Auslösen des Sprays durch den Vortrieb des Aktuatorkolbens auf den Auslösemechanismus mit einer vorzugebenden konstanten Maximalkraft und deren Anstiegszeit sicher. Beim Trajektmodus lässt sich der Zerstäuber über einen anhand von Vortriebsweg (Hub), Beschleunigung und Maximalgeschwindigkeit definierten Bewegungspfad des Aktuatorkolbens auslösen. Mit einem Profilmodus lassen sich komplexere Weg/Zeit-Profile speichern. Das vorgegebene Profil wird beim nächsten Sprühstoß abgefahren. Der Einsatz kontrolliert ausgeführter Auslöseprozesse durch den Aktuator unterstützt die Etablierung reproduzierbarer Messmethoden und vermeidet unerwünschte Benutzereinflüsse.

Zusammen mit einem Universalträger ist SMACTOR in freien Versuchsanordnungen einsetzbar. Der Träger mit federbelastetem Haltemechanismus passt sich flexibel an manuell zu betätigende Sprays an und ermöglicht eine Vielzahl von unterschiedlichen Sprayanwendungen. Sprühflaschen oder Zerstäuberdüsen sind mit dem zu vermessenden Sprühkegel direkt in der Messzone des Standardprofils positionierbar, das eine Arbeitstiefe von bis zu 1.400 mm bietet. Mit den trennbaren Gehäusekomponenten des HELOS/KR-Vario lassen sich auch Sonderaufbauten wie Sprühkammern in eine Messanordnung integrieren. Lichtquelle und Detektor werden dazu auf eigenen Profilen montiert, positioniert und justiert – falls erforderlich auch über größere Distanzen. Optionale Luftspüldüsen sorgen für eine geringe Verschmutzung der optischen Komponenten und unterstützen so die hohe Verfügbarkeit des Gesamtsystems.

Für die Untersuchung dynamischer Veränderungen der Partikelgrößenverteilung eines Sprühkegels empfiehlt sich die zeitaufgelöste Messdatenerfassung (gepulste Messung). Mit einer Frequenz von bis zu 2.000 Messungen pro Sekunde und einer Messdauer von bis zu 1.000 Sekunden lassen sich auch andauernde Sprühprozesse in ihrer Dynamik verfolgen. Ist hingegen eine über einen längeren Zeitraum gemittelte Tröpfchengrößenverteilung von Interesse, lässt sich eine Einzelmessung starten, die die Messdaten über den definierten Zeitraum integriert erfasst.

Mit zeitlich segmentierten Messungen sind eine nachträgliche Untersuchung, Auswahl und Zusammenfassung von Zeitabschnitten innerhalb einer Messung möglich. Damit können sowohl zeitliche Änderungen der Tröpfchengrößenverteilung während der Messung untersucht werden als auch ortsabhängige Verteilungen der Tröpfchen, die an verschiedenen Positionen des Sprühkegels während einer Messung aufgenommen wurden. Mehrere separate Messungen erübrigen sich. Berichte und Diagramme dokumentieren und visualisieren neben der Tröpfchengrößenverteilung den zeitlichen Verlauf aller Daten der Messung sowie die aktuell getroffene Segmentauswahl, auf der das Ergebnis basiert.

Das modulare Konzept der HELOS-Laserbeugungssensoren eröffnet mit zahlreichen Dispergierern und Dosieroptionen die systematische Erweiterung dieser Konfiguration für viele weitere produktgerechte Messanwendungen.