Computertomographische Rekonstruktion von Vektorfeldern

Zusammenfassung

Zur Verifizierung von Modellvorstellungen zur Beschreibung von Entstehungsbränden ist es unumgänglich, Detailkenntnisse über die bei Brandversuchen real vorliegenden Verteilungen von Temperatur, Strömungsgeschwindigkeit und Aerosoldichte zu gewinnen. In /1/ wird ein computertomographisches Verfahren zur Bestimmung der Dichteverteilung der Partikelphase eines Aerosols in einer Meßebene beschrieben. Hierzu wird vom Rande des Meßgebietes die optische Extinktion zwischen einer Anzahl von Sende- und Empfangsmodulen bestimmt. Ein entsprechend realisiertes Meßsystem /2/ ist in der Lage, innerhalb von 1,5 Sekunden die notwendigen Messungen durchzuführen, die Dichteverteilung zu rekonstruieren und das Ergebnis der Rekonstruktion auf einem Farbmonitor darzustellen. Zusätzliche Informationen über Temperaturverteilung und Geschwindigkeitsvektorfeld der Gasphase des Aerosols können aus Ultraschall-Laufzeitmessungen gewonnen werden. Der Ausbreitungsweg der Schallwellen wird hierzu zunächst als geradlinig angesehen. Die Laufzeit der Schallwellen wird näherungsweise als die lineare Überlagerung des Einflusses der skalaren Verteilungsfunktion der Temperatur und der vektoriellen Verteilungsfunktion der Strömungsgeschwindigkeit der Gasphase beschrieben. Durch Messung in entgegengesetzten Richtungen und Mittelwertbildung kann der sich aus der Temperaturänderung ergebende Anteil des Meßwertes ermittelt, und die Temperaturverteilung in dem Meßgebiet mit den bekannten Rekonstruktionsalgorithmen für skalare Funktionen berechnet werden.