Development of a 2D Temperature Measurement Technique for Combustion Diagnostics using 2-Line Atomic Fluorescence

Abstract: Popular Abstract in Swedish Vid avdelningen bedrivs forskning bl.a. med inriktning på laserbaserad förbränningsdiagnostik. Att mäta med en laser i olika flammor är en stor fördel eftersom laserljuset är beröringsfritt. Därför kan unika mätresultat erhållas med en minimal påverkan av förbränningsprocessen. Jag har främst arbetar med att utveckla en teknik för att mäta temperaturen 2-dimensionellt. Att kunna bestämma temperaturen vid olika förbränningsprocesser är av stort intresse för att öka den grundläggande förståelsen av förbränning. Temperaturen ingår som en av de viktigaste variablerna i olika förbränningsmodeller. Tekniken som jag har utvecklat är en två-linje linjär teknik. Vi seedar in ett känt ämne i förbränningsprocessen, i vårt fall indium. Ämnet exciteras med två olika laservåglängder och två fluorescens signaler erhålls som är proportionella mot en Boltzmannfördelning. Temperaturen kan sedan beräknas som en kvot mellan uppmätta storheter. Jag började med grundläggande flamstudier, för att studera olika parametrar mot signalstyrka. Efter de grundläggande undersökningarna byggde vi om en vanlig två-taktsmotor så att den fick optisk- access för att möjliggöra laserdiagnostik. Detta gjordes för att se om tekniken fungerade i en riktig motor, men under enklare förhållande. Resultatet blev så bra att tekniken användes i en optiskmotor på Volvo med lyckade resultat. Senare resultat visar även att tekniken kan användas i sotiga flammor som normalt är svårt för lasertekniker eftersom sotpartiklarna absorberar laserljuset. Detta öppnar för möjligheten att mäta temperaturen i dieselmotor och HCCImotorer.