Osnabrück 2002 – scientific programme

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MO: Molekülphysik

MO 16: Experimentelle Techniken

MO 16.2: Talk

Thursday, March 7, 2002, 17:25–17:40, HS 01/E01

Quantitativer Nachweis von Stickoxid und die Bestimmung der Temperatur in Hochdruckflammen mittels Laser-induzierter Gitterspektroskopie (LIGS) — •Martin Dillmann und Johannes Heinze — DLR Stuttgart

Unter der Vielzahl der laserspektroskopischen Methoden weisen nur wenige die f"ur einen quantitativen Nachweis der Minorit"atenspezies NO in Flammen erforderliche hohe Sensitivit/"at auf.

Populationsgitter-DFWM (DFWM: Degenerate Four-Wave Mixing) wurde im ultravioletten Spektralbereich der NO A-X-Bande zu einem Verfahren zur Konzentrations- und Temperaturbestimmung entwickelt und dabei mit dem linearen Verfahren der laserinduzierten Fluoreszenz (LIF)[2] verglichen. Die Interpretationen bauen auf die von klassischen Ableitungen [Danehy95] in "Ubereinstimmung mit dem Ergebnis einer quantenmechanischen (st"orungstheoretischen) Ableitung [Abrams78] ermittelten funktionalen Ausdr"ucke f"ur das Signalverhalten der Streuung am (ab initio) Populationsgitter (PG) auf. Ein Schl"usselparameter f"ur die Pr"azission der Auswertung der DFWM-Spektren ist daher die exakte Kenntnis des S"attigungsgrades der gemessenen Spektren. F"ur eine genaue Bestimmung des S"attigungsgrades wurde ein computergest"utztes Verfahren entwickelt. Erstmals wurden Temperaturen im Abgas von atmosph"arischen Laborflammen anhand von ges"attigten NO-DFWM-Spektren ermittelt (Pr"azission: dT = 5Prozent. Neben der Temperatur wurde mittels der entarteten Vierwellenmischung auch die Konzentration der Minorit"atenspezies NO ermittelt. W"ahrend in atmosph"arischen Wasserstoff-Luftflammen mittels DFWM NO-Konzentration von etwa [NO] = 5 ppm detektierbar sind, liegt die Sensitivit"at in CH₄/Luftflammen durch einen koh"arenten Untergrund bei DFWM nur bei 15 ppm. Bei DFWM gewinnen bei hohem Druck thermische Gitter consequens-Gitter) zunehmend an Bedeutung. Das hohe Potenzial des Streusignals an thermischen Gittern f"ur die Hochdruckverbrennungsdiagnostik zeigten erstmals Ergebnisse der Untersuchungen an dem Radikal OH im Abgas einer Hochdruckflamme [3].

[1] M. TH. DILLMANN, J. HEINZE, AND W. STRICKER "Temperature Determination in Flames from Saturated DFWM Spectra of the A-X(0-0) System of NO", Proceedings of the XV European CARS Workshop 1996, Sheffield, p. A10, (1996) High Temperature Science Laboratories, Chemistry Department, University of Sheffield, S3-7HF England

[2] A. O. VYRODOV, J. HEINZE, M. DILLMANN, U. E. MEIER AND W. STRICKER, Appl. Phys. B. 61, 409-414, (1995) "Laser-induced fluorescence thermometry and concentration measurements on NO A-X (0-0) transitions in the exhaust gas of high pressure CH4/air flames"

[3] H. LATZEL, A. DREIZLER, T. DREIER, J. HEINZE, M. DILLMANN AND W. STRICKER, G. M. LLOYD AND P. EWART Appl. Phys. B 67, 667-673 (1998) "Thermal grating and broadband degenerate four-wave mixing spectroscopy of OH in high pressure flames."