TDLAS-Spektrometer zur H2O-Grenzschichtvermessung von Pflanzenblättern

Die Arbeit zeigt die Entwicklung und Anwendung neuer, ortsauflösender Laserhygrometer, um zerstörungsfrei direkt über dem Blatt die räumliche Struktur und Dynamik der H2O-Grenzschicht quantitativ zu untersuchen und ihre Abhängigkeit von Windgeschwindigkeit zu studieren. Dabei wurden neue Laserdioden auf der 2.7µm H2O-Grundschwingungsbande verwendet und deren statische und dynamische Spektraleigenschaften charakterisiert. Für die H2O-Grenzschichtuntersuchungen wurde ein geschlossener Miniatur-Windkanal für Blätter mit laminaren Strömungsbedingungen und Geschwindigkeiten von 0.1–6m/s entwickelt und in Kombination mit einem Galvanometerscanner zur ersten räumlich aufgelösten Untersuchung der H2O-Grenzschichtdynamik von Pflanzenblättern eingesetzt. Die Absolutgenauigkeit beträgt bei Absorptionsstrecken von 4.4 cm 3% bei einer Nachweisgrenze von 204ppb·m, einer Zeitauflösung von bis zu 3ms je Ortspunkt und einer räumlichen Auflösung von 0.18mm. Damit konnten windgeschwindigkeitsabhängige Grenzschichtdicken von 3.5-7.5mm erfasst und bei intakter Blattgrenzschicht physiologisch relevante H2O-Flussraten durch die Grenzschicht ermittelt werden.