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schematische Darstellung des RAYLIX-Aufbaus

Schematische Darstellung des RAYLIX-Aufbaus - realer Aufbau

Der Aufbau des RAYLIX-Systems ist in der Abbildung oben dargestellt. Der Lichtpuls eines frequenzverdoppelten Nd-YAG-Lasers wird an einer Glasplatte in zwei Teilstrahlen aufgeteilt. Der erste, intensitätsschwache Strahl wird durch eine Teleskopoptik zu einem Lichtband aufgeweitet. Dieses durchläuft die zu vermessende Flamme. Die im Messvolumen innerhalb des Lichtbandes befindlichen Rußteilchen streuen das Licht nach den Gesetzen der Rayleighstreuung, dieses Licht wird von einer intensivierten CCD-Kamera (ICCD) aufgezeichnet. Gleichzeitig nimmt diese Kamera die über Fluoreszenzlösungen proportional skalierte Intensität des Laserstrahls vor und nach dem Durchlaufen des Messvolumens auf. Aus den Signalen kann später die Extinktion des Laserstrahls ermittelt werden. Während diese Messung durchgeführt wird, durchläuft der energiereichere Teilstrahl eine Verzögerungsstrecke. Etwa 20 ns nach dem ersten Strahl erreicht er ebenso als Band aufgeweitet die Flamme. Durch die hohe Energiedichte werden die im Messvolumen befindlichen Teilchen bis zu ihrem Verdampfungspunkt bei etwa 4000 K erhitzt. Ihre thermische Strahlung übersteigt dabei die Eigenstrahlung der Teilchen in der Flamme um ein Vielfaches. Diese Strahlung wird von einer zweiten ICCD kurz nach dem Ende des zweiten Laserpulses aufgezeichnet. Aus den drei Messgrößen lassen sich nun Rußpartikelgröße, -anzahldichte und Rußvolumenbruch zweidimensional aufgelöst im durch das Lichtband gegebenen Schnitt der Flamme berechnen.

Eine Folie mit dem bei der RAYLIX-Methode verwendeten Ansatz ist hier anzusehen:

Literatur zum Thema findet sich bei den Veröffentlichungen.