LIISim Software
LIISim ist eine modulare Signalverarbeitungs-Toolbox, die von unserem Lehrstuhl an der Universität Duisburg-Essen entwickelt und gepflegt wird. Dieses Tool soll die wissenschaftliche Gemeinschaft bei zeitaufgelösten Laser-Induced-Incandescence-Messungen (LII) unterstützen, die zur In-situ-Analyse von gasförmigem Ruß und anorganischen Nanopartikeln in reaktiven Medien wie Flammen oder Gasphasensynthesen eingesetzt werden.
LIISim ermöglicht die präzise Bestimmung von Partikelkühlungskurven und Partikelgrößen durch Messung des zeitlichen Abklingens der Partikelglühung bei mehreren Wellenlängen nach laserinduzierter Erwärmung.
Die Software erleichtert den komplexen Prozess der Auswertung von LII-Daten, angefangen beim Importieren von Rohsignalen aus Oszilloskopen über die Verarbeitung dieser Signale zu kalibrierten Formen, die Anwendung von Spektroskopie- und Wärmeübertragungsmodellen bis hin zur Visualisierung, zum Vergleich und zur Extraktion der Daten.
Die modulare Architektur der Software ermöglicht es Benutzern, ihre Funktionen anzupassen und zu erweitern. Sie umfasst verschiedene spektroskopische und Wärmeübertragungsmodelle, die eine genaue Simulation des Partikelverhaltens während und nach der Lasererwärmung ermöglichen. Diese Flexibilität ist entscheidend für die Anpassung an unterschiedliche Versuchsanordnungen und -bedingungen.
Ein wesentlicher Vorteil von LIISim ist die Unterstützung eines gängigen Dateiformats, das den Datenaustausch und -vergleich zwischen Forschungsgruppen vereinfacht. Diese Standardisierung kann zur Einrichtung einer öffentlichen Messdatenbank führen, wodurch die Zusammenarbeit und der Vergleich zwischen Laboren verbessert werden. Durch die Bereitstellung eines Open-Source-Zugangs unter der GNU General Public License (GPL) fördert LIISim die Validierung, Verbesserung und Weiterentwicklung durch die globale Forschungsgemeinschaft.
LIISim ist mit einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI) ausgestattet, die eine dynamische Auswertung der Daten ermöglicht. Benutzer können Verarbeitungsschritte flexibel konfigurieren und kombinieren, die Ergebnisse in Echtzeit visualisieren und experimentelle Daten mühelos analysieren. Die Multithreading-Fähigkeit der Software gewährleistet eine effiziente Verarbeitung und macht sie für die Bearbeitung großer Datensätze geeignet.
Abb. 1: Grafische Benutzeroberfläche (GUI)
Der Quellcode und die ausführbaren Dateien sind auf GitHub verfügbar, was Transparenz und Zugänglichkeit fördert.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass LIISim ein umfassendes Tool ist, das die Genauigkeit und Effizienz von zeitaufgelösten LII-Messungen verbessert. Seine Open-Source-Natur in Kombination mit robusten Funktionen für die Datenverarbeitung und -analyse macht es zu einer unschätzbaren Ressource für Forscher auf dem Gebiet der Verbrennungs- und Nanopartikeldiagnostik.