Partikelgrößenanalysator SALD-7101

Partikelmessung von Glaskügelchen

Glas auf der Straße erhöht Fahrsicherheit

Besonders im Straßenverkehr bedeutet „Sehen und gesehen werden“ mehr Sicherheit für alle. In der Nacht verbessern Reflektoren die Sichtbarkeit von nicht selbst leuchtenden Gegenständen und Verkehrsteilnehmern. Man kann grob drei Arten der Reflexion unterscheiden: diffuse Reflexion, Spiegel- und Retroreflexion (vgl. Bild 1a-c).

Bei der diffusen Reflexion erfolgt die Haupt-Rückstreuung senkrecht zum Material, unabhängig von der Einstrahlungsrichtung. Beispiele sind Milch, Wandfarbe oder Papier. Bei der Spiegelreflexion behält das reflektierte Licht seine Parallelität. Der Winkel, mit dem die Lichtstrahlen auf die Oberfläche treffen, ist genau so groß wie der Winkel, mit dem sie von der Oberfläche reflektiert werden. Im Falle der Retroreflexion wird möglichst viel des von der Lichtquelle ausgehenden Lichts zurück zum Sender reflektiert. Licht von Autoscheinwerfern wird beispielsweise zum Auge des Fahrers reflektiert. Das Prinzip der Retroreflexion wird demnach erfolgreich für Verkehrsbeschilderungen und Fahrbahnmarkierungen eingesetzt.

Glaskugeln in retro- reflektierenden Materialien

Eine Möglichkeit, retroreflektierende Materialien herzustellen, besteht darin, kleine Glaskügelchen auf der Oberseite eines Materials einzuarbeiten. Sobald Licht auf diese Kugeln trifft, wird durch eine zweimalige Lichtbrechung innerhalb der Kugeln das auftreffende Licht in die ursprüngliche Richtung reflektiert.

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Oft scheinen Fahrbahnmarkierungen bei regennasser Fahrbahn in der Dunkelheit unterschiedlich gut sichtbar zu sein. Ist dies nun Einbildung oder lässt sich diese Beobachtung erklären? In der Tat gibt es zwei unterschiedliche Arten von Markierungen: Die in der Vergangenheit verwendete Markierungstechnik nutzt Glasperlen und Griffigkeitsmittel, die in die dünn aufgebrachte und noch feuchte Farbe gestreut werden, um die gewünschte Sichtbarkeit auch bei Nacht zu erreichen. Problematisch ist diese Art der Markierungen allerdings bei Nässe auf der Fahrbahn: Ein dünner Wasserfilm überdeckt sowohl Fahrbahn als auch die Markierung, und der Wasserfilm vermindert die Retroreflexion und damit die Sichtbarkeit der Markierungen bei Nacht und Nässe erheblich. Bild 2b verdeutlicht dieses Szenario anschaulich.

Aus diesem Grund wurde eine neue Markierungsmethode entwickelt. Sie hat die herkömmlichen Methoden weitgehend verdrängt, da sie gute Sichtbarkeit auch bei Nacht und Nässe gewährleistet. Auf Fernstraßen sind bereits nahezu alle Markierungen des älteren Typs beseitigt. Insgesamt werden auf rund 70 % aller deutschen Straßen Markierungen des neueren Typs verwendet. Um mehrere Millimeter ragen sie aus dem Wasserfilm auf der Fahrbahn heraus, so dass die Retroreflexion in den Glaskügelchen weiterhin stattfinden kann (Bild 2c).


Partikelmessung der Glaskügelchen

Die Kügelchen haben typischerweise einen Durchmesser von etwa 50 µm. Um die Größe und Größenverteilung der Kugeln zu überprüfen, wurden Partikelmessungen mit dem Partikelgrößenanalysator SALD-7101 durchgeführt.

Die Glaskugeln wurden mit ein paar Tropfen eines Tensids in Wasser suspendiert. Um zu verhindern, dass sie auf den Boden der Messzelle sinken, wurden sie mit dem Rührer der Batch Cell BC-71 in Bewegung gehalten.

Wie im Spektrum zu erkennen, konnte entsprechend den Erwartungen eine Größenverteilung der Kugeln um 50 µm gemessen werden. Der Aufbau SALD-7101 inklusive BC-71 ist somit in der Lage, zuverlässig die Größenverteilung von kleinsten Glaskugeln zu vermessen.

Markus Ortlieb*)

  1. Shimadzu Europa GmbH, Duisburg, E-Mail: shimadzu@shimadzu.eu.
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