Sequentielles Zweifarben- fluoreszenzverfahren für Temperaturfelder

Bisher sind experimentelle Daten in der Literatur zum Wärmeübergang in Mikrokanälen basierend auf integralen Messungen widersprüchlich und unvollständig; lokale experimentelle Daten fehlen. Um das lokale Temperaturfeld in von Wasser durchströmten Mikrokanälen zu messen wird hier eine auf induzierter Fluoreszenz basierende neuartige Zwei Farben Messtechnik mit sequentieller Detektion des Fluoreszenzsignals von Rhodamin B und Sulforhodamin 101 angewendet. Bei Rhodamin B hängt die Fluoreszenzintensität in einem eindeutigen Zusammenhang von der Temperatur ab. Mit Hilfe von Sulforhodamin 101 kann der Einfluss der anregenden Lichtintensität und damit Brechungseffekte aufgrund von Brechungsindexgradienten eliminiert werden. Durch eine niedrige Farbstoffkonzentration in Kombination mit einem symmetrischen Testaufbau können Absorptionseffekte eliminiert und dadurch ein höhengemitteltes Temperatursignal ohne Wichtung registriert werden. Durch diese Maßnahmen ist es erstmals möglich, lokale Temperaturen mit einer Genauigkeit von weniger als 0,3 °C reproduzierbar bis zu 5 mim Entfernung von der Wand zu messen.

Autorentext

Dr.-Ing. und Ärztin, Wissenschaftliche Mitarbeiterin seit 2007 im Karlsruher Institut für Technologie (KIT) im Bereich Kernfusion, Forschungsschwerpunkte Strömungstechnik und Wärmeübertragung, Promotion 2008 im KIT im Bereich optische Messtechnik und Mikrofluidik.