DA032 - Lehrstuhl Verbrennungskraftmaschinen und Flugantriebe ...

6. Versuchsaufbau und Versuchsdurchführung - 68 -
6.7 Verwendetes Mess- & Steuerungssystem
Laser
Das in dieser Arbeit eingesetzte PIV/PLIF - Messsystem stammt von der Firma TSI. Als
Lichtquelle kommen zwei Nd:YAG - Pulslaser vom Typ Quantel Twin 150 zum Einsatz.
Hierbei dient ein Einkristall aus Yttrium - Aluminium - Granat (Y3Al5O12) als aktives Medium,
welcher mit einer Konzentration von 0,5% bis 3,5% dotiert ist. Die erforderliche Pumpenergie
zum Energieniveauwechsel liefert eine Xenon - Gasentladungslampe. Mittels des Nd:YAG -
Lasers wird im Normalzustand eine Laserstrahl im infraroten Bereich mit 1064nm emittiert.
Durch das SHG - Modul lässt sich mit Hilfe frequenzselektiver Elemente im Resonator die
zweite harmonische der Hauptwellenlänge erzeugen. Somit werden Laserpulse im
sichtbaren grünen Licht mit 532nm sowie einer Pulsdauer von 4nm mit einer Frequenz von
15Hz erzeugt. Die Pulsenergie beträgt 150mJ.
Der so entstandene Laserstrahl wird mittels einer Lichtschnittoptik, bestehend aus Zylinder-
und Konvexlinsen, aufgeweitet.
CCD-Kamera
Zur digitalen Aufzeichnung der Fluidbewegung in der betrachteten Messebene wird eine
hochauflösende CCD-Kamera der Firma TSI vom Typ Powerview Plus 2MP verwendet.
Diese besitzt eine maximale Auflösung von 1600 x 1200 Pixel bei einer Chipfläche von 11,8
x 8,9 mm und ermöglicht bis zu 32 Bilder pro Sekunde. Die Verarbeitung der digitalen
Signale erfolgt mittels einer X64 Framegrabber- Karte. Da das Fluoreszenzlicht im Vergleich
zur Anregung langwelliger ist, ist es möglich, unabhängig vom Laserlicht als einzigstes die
Fluoreszenz zu detektieren. Dabei wird auf das verwendete 28mm Kameraobjektiv ein
Reflexionsfilter mit 545nm, welcher die Bestrahlung und das Fluoreszenzsignal trennt,
installiert.
Den zeitgesteuerten Betrieb zwischen Laserpuls und Bildaufnahme macht ein Laser-Pulse
Synchronizer möglich. Zum Synchronisieren des Zusammenspiels bietet die Software ein
Timingdiagramm an.
Die Kamera wurde zur Aufnahme des maximalen Bildbereichs um 600 mm vom Lichtschnitt
entfernt positioniert. Dadurch wurde eine Bildgröße von 240 mm X 170 mm realisiert.