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tm - Technisches Messen

Plattform für Methoden, Systeme und Anwendungen der Messtechnik

[TM - Technical Measurement: A Platform for Methods, Systems, and Applications of Measurement Technology
]

Editor-in-Chief: Puente León, Fernando / Zagar, Bernhard


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2196-7113
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Near Infra-Red Chemical Species Tomography of Sprays of Volatile Hydrocarbons (Nah-Infrarot-Tomographie zur Bestimmung der Verteilung von Spraypartikeln und flüchtigen Kohlenwasserstoffen)

F. P. Hindle / S. J. Carey / K. B. Ozanyan / D. E. Winterbone / E. Clough / H. McCann

Citation Information: tm – Technisches Messen Plattform für Methoden, Systeme und Anwendungen der Messtechnik. Volume 69, Issue 7-8/2002, Pages 352–, ISSN (Print) 0171-8096, DOI: 10.1524/teme.2002.69.7-8.352, September 2009

Publication History

Published Online:
2009-09-25

We report an All-Opto-Electronic tomography system that is sensitive to hydrocarbon vapour distribution, or liquid spray distribution, with temporal resolution of over 3000 frames per second. A tomography system comprising 32 channels has been built and tested. For chemical sensitivity to saturated hydrocarbons, we exploit the principle of Near Infra-Red (NIR) absorption at 1700 nm relative to a reference wavelength, using laser diode sources whose technology is based on that of the communications industry. Images are obtained from a laboratory set-up incorporating both gaseous injection and a liquid Gasoline Direct Injection (GDI) system. The performance of a prototype system on a running GDI engine is reported. The difficulty in performing concentration measurements of the gaseous fuel within the liquid spray region is shown, and means to improve this performance are discussed. However, it has been found possible to image the liquid spray cone using attenuation of the reference beam. These images correlate well with other techniques [1].

Wir berichten über ein optoelektronisches Tomographiesystem zur Bestimmung der Verteilung von Kohlenwasserstoffdämpfen oder von Spraypartikeln, das eine hohe zeitliche Auflösung von 3000 Aufnahmen pro Sekunde liefert. Ein System mit 32 Kanälen wurde gebaut und getestet. Um Empfindlichkeit auf gesättigte Kohlenwasserstoffdämpfe zu erzielen, wurde die Absorption im Nahen Infrarot (NIR) bei 1700 nm, bezogen auf die bei einer Referenzwellenlänge, genutzt. Laserdioden, deren Technologien auch in der Kommunikationstechnik Verwendung finden, kamen zum Einsatz. Von einem Laboraufbau wurden Bilder aufgenommen sowohl bei Injektion von Gas als auch bei Direkteinspritzung flüssigen Brennstoffs (GDI). Wir berichten über die Ergebnisse mit dem Prototyp-Messsystem an einem GDI-Motor. Es werden die Schwierigkeiten gezeigt, Messungen der Gaskonzentration innerhalb eines Spraypartikelbereichs durchzuführen, und Maßnahmen zur Verbesserung beschrieben. Es zeigt sich, dass es möglich ist, den Flüssigkeitsspraykegel über die Schwächung des Referenzstrahls aufzunehmen. Die Ergebnisse stehen mit denen anderer Techniken in guter Übereinstimmung.

Citing Articles

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[1]
Paul Wright, Charles A. Garcia-Stewart, Stephen J. Carey, Francis P. Hindle, Stephen H. Pegrum, Stephen M. Colbourne, Paul J. Turner, William J. Hurr, Tim J. Litt, Stuart C. Murray, Sam D. Crossley, Krikor B. Ozanyan, and Hugh McCann
Applied Optics, 2005, Volume 44, Number 31, Page 6578
[2]
P. Wright, K.B. Ozanyan, S.J. Carey, and H. McCann
IEEE Sensors Journal, 2005, Volume 5, Number 2, Page 281
[3]
Christof Schulz and Volker Sick
Progress in Energy and Combustion Science, 2005, Volume 31, Number 1, Page 75
[4]
Sung Hyun Pyun, Jason M. Porter, Jay B. Jeffries, Ronald K. Hanson, Juan C. Montoya, Mark G. Allen, and Kevin R. Sholes
Applied Optics, 2009, Volume 48, Number 33, Page 6492
[5]
Karl Wunderle, Steven Wagner, Igor Pasti, Roland Pieruschka, Uwe Rascher, Ulrich Schurr, and Volkert Ebert
Applied Optics, 2009, Volume 48, Number 4, Page B172

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