Lokale Bestimmung gasförmiger Schadstoffe mittels einer Impuls-Laser-Streulicht-Sonde

Optische MeBmethoden haben gegenUber den mechanischen den gene rellen Vorteil, daB sie berUhrungslos arbeiten - am Ort der Mes sung ist keine "Hardware" notig - und r!umlich entfernt lokale MeBwerte aufnehmen. In der StromungsmeBtechnik, wo es gilt, Zu standsgroBen von Fluiden in Stromungsvorg!ngen, bei Turbulenz oder Verbrennungsuntersuchungen unbeeinfluBt von !uBeren Sto rungen, wie sie jede mechanische Sonde mehr oder weniger stark verursacht, aufzunebmen, nehmen optische Methoden daher einen immer bedeutenderen Platz ein. Streulichtverfahren bieten neben diesem Vorzug der optischen Methoden den zus!tzlichen Vorteil, MeBwerte mit hoher lokaler und r!umlicher Auflosung zu liefern und zwar auch an MeBobjek ten, die nicht achsensymmetrisch sind (dort konnen auch Uber Interferenz- oder Absorptionsverfahren mittels rechnerischer Zwischenschritte lokale GroBen ermittelt werden). Verfahren, die auf dem Raman-Effekt beruhen, ermoglichen zudem ein groBes Informationsspektrum Uber die beteiligten Fluide. Wegen der be sonderen Art der energetischen Wechselwirkung zwischen einge strahltem Laserphoton und am StreuprozeB beteiligtem Fluidmole kUl Uber innere Energieniveaus des MolekUls sind die registrier ten Ramansignale molekUlspezifisch. Ihre Intensit!ten sind beim spontanen Raman-Effekt direkt proportional zur vorliegenden Konzentration der betrachteten MolekUlart und unabh!ngig von anderen, in einer Mischung oder in Mischungsvorg!ngen vorlie genden Komponenten. Uber die Temperaturabh!ngigkeit der als multiplikativen Faktor in die Linienintensit!t einer Ramanlinie eingehenden Besetzung verschiedener Schwingungs- oder Rotations energieniveaus im MolekUl nach der Boltzmann-Statistik sind aUBerdem Aussagen Uber die vorherrschende Temperatur - und im Nichtglei~hgewicht getrennt Uber Schwingungs-und Rotationstem peratur - moglich.

Klappentext

Optische MeBmethoden haben gegenUber den mechanischen den gene­ rellen Vorteil, daB sie berUhrungslos arbeiten - am Ort der Mes­ sung ist keine "Hardware" notig - und r!umlich entfernt lokale MeBwerte aufnehmen. In der StromungsmeBtechnik, wo es gilt, Zu­ standsgroBen von Fluiden in Stromungsvorg!ngen, bei Turbulenz­ oder Verbrennungsuntersuchungen unbeeinfluBt von !uBeren Sto­ rungen, wie sie jede mechanische Sonde mehr oder weniger stark verursacht, aufzunebmen, nehmen optische Methoden daher einen immer bedeutenderen Platz ein. Streulichtverfahren bieten neben diesem Vorzug der optischen Methoden den zus!tzlichen Vorteil, MeBwerte mit hoher lokaler und r!umlicher Auflosung zu liefern und zwar auch an MeBobjek­ ten, die nicht achsensymmetrisch sind (dort konnen auch Uber Interferenz- oder Absorptionsverfahren mittels rechnerischer Zwischenschritte lokale GroBen ermittelt werden). Verfahren, die auf dem Raman-Effekt beruhen, ermoglichen zudem ein groBes Informationsspektrum Uber die beteiligten Fluide. Wegen der be­ sonderen Art der energetischen Wechselwirkung zwischen einge­ strahltem Laserphoton und am StreuprozeB beteiligtem Fluidmole­ kUl Uber innere Energieniveaus des MolekUls sind die registrier­ ten Ramansignale molekUlspezifisch. Ihre Intensit!ten sind beim spontanen Raman-Effekt direkt proportional zur vorliegenden Konzentration der betrachteten MolekUlart und unabh!ngig von anderen, in einer Mischung oder in Mischungsvorg!ngen vorlie­ genden Komponenten. Uber die Temperaturabh!ngigkeit der als multiplikativen Faktor in die Linienintensit!t einer Ramanlinie eingehenden Besetzung verschiedener Schwingungs- oder Rotations­ energieniveaus im MolekUl nach der Boltzmann-Statistik sind aUBerdem Aussagen Uber die vorherrschende Temperatur - und im Nichtglei~hgewicht getrennt Uber Schwingungs-und Rotationstem­ peratur - moglich.

Inhalt
I. Einleitung.- II. Theoretische Grundlagen des Meßprinzips.- III. Aufbau der Streulicht-Sonde.- IV. Aufbaubezogene Konzentrationsmessung.- V. Aufbautests.- VI. Optisches Energie- und Raumfilter.- VII. Signalsteuerung über Polarisationsdrehung.- VIII. Konzentrationsmessungen und Nachweisgrenzen.- IX. Zusammenfassung.- X. Literaturverzeichnis.- XI. Bilder.