DIN 51866-2 pdf free download
DIN 51866-2-2001 pdf free download.Temperature measurement – Part 2: Rayleigh and Raman scattering.
Um das Problem des unbekannten Streuquerschnitts bei Anwendung der Rayleigh-Technik in turbulentenStromungssystemen zu losen, kann der gleichzeitige Einsatz von Raman- und Rayleigh-Streuung erwogenwerden. Durch die Verwendung geeigneter Filter ist es moglich, die in 4.1 und 4.2 beschriebenen Verfahrensimultan und unter Benutzung des gleichen Lasers und Detektors durchzufüuhren und ihre jeweiligen Vorteile zukombinieren.Mit dem Vertahren der Raman-Streuung wird dabei die Gemischzusammensetzung bestimmt.Aus der Gemischzusammensetzung folgt dann der effektive Rayleigh-Streuquerschnitt, der zur Temperaturbe-stimmung benotigt wird.
Vorteile dieses kombinierten Verfahrens sind:
– die Temperatur wird aus dem starken Rayleigh-Signal bestimmt;
– durch die simultane Bestimmung der Gemischzusammensetzung kann das Verfahren auch bei sich ortlich
und zeitlich verandernder Flammenstruktur eingesetzt werden;
unter Ausnutzung der besonderen Polarisationseigenschaften [(7] von Rayleigh- und Raman-Streuungknnen storende Fluoreszenz-Interferenzen und Streulicht wirksam unterdruckt werden.
5 Gerate
5.1Anregung,Laser
Die Auswahl des Lasersystems wird im Wesentlichen durch zwei Randbedingungen bestimmt. Gepulste Lasersind erforderlich, wenn eine hohe zeitliche Auflosung notwendig ist,um zeitlich veranderliche Temperaturen(Fluktuationen), wie z.B. in turbulenten Stromungen, zu bestimmen.Fir stationare, in der Temperatur stabileVorgange kommen auch kontinuierlich strahlende Laser infrage. Die Wellenlange des anregenden Laserlichtessollte zur Erzielung maximaler Signale bei beiden Vertahren, Rayleigh- und Raman-Streuung, moglichst kurzsein. Dennoch konnen in besonderen Fallen lange Wellenlangen notwendig sein, damit zum einen Fluoreszenz-interferenzen minimiert werden und zum anderen die spektrale Trennung von Raman-Signalen verschiedenerMolekulspezies ermoglicht wird.
5.2Signalerfassung, Optik
Grundsatzlich ist darauf zu achten, dass durch eine moglichst lichtstarke Optik ein Maximum an Signalintensitaterzielt wird. Die Signalintensitat kann durch Sammeln der Raman-Signale mit Hife von Hohlspiegeln, die einengroBeren Raumwinkel erfassen, weiter erhoht werden.Besonderes Augenmerk ist der spektralen Fiterung zuwidmen.Da Rayleigh-Signale resonant mit der Anregungswellenlange emittiert werden,，muss auf einesorgfaltige Verringerung von Reflexionen an Oberflachen oder Fenstern geachtet werden.Schmalbandige Band-passfilter mit hoher Unterdruckung anderer Wellenlangen isolieren das Rayleigh-Signal.Fur 1D- oder punkt-formige Messungen ist derEinsatz von Monochromatoren oder Spektrographen gegentber Filtern vorzuziehen,damit eine optimale Unterdruckung von Storlicht erreicht werden kann.Bei der Raman-Streuung missen vor derspektralen Auftrennung der Signale durch Monochromatoren oder Spektrographen mit Hilfe von schmalbandigenFiltern die Anregungswellenlange und Rayleigh-Streusignale ausgeblendet werden，damit die schwachenRaman-Signale detektierbar werden.Die Auswahl richtet sich nach der erforderlichen Unterdruckung vonStorsignalen, die von der Art des Messobjektes und der experimentellen Anordnung abhangt.
5.3Signalerfassung, Detektion
Die Signale kinnen mit Hilfe von Photomultipliern, empfindlichen Halbleiterdetektoren (Avalanche-Dioden)sowie mittels CCD-Detektoren (mit oder ohne Bildverstarker) aufgenommen werden. In Systemen mit nicht-stationaren Stromungsvorgangen – der Mehrzahl der fur den Anwendungsbereich dieser Norm in Fragekommenden Systeme – missen Anregung und Detektion die Anforderung honer Zeitauflosung erfullen. Damitwird auch erreicht, dass Hintergrundleuchten, etwa aus dem Flammenleuchten, wirkungsvoll unterdruckt wird.Beim Einsatz von nicht-gepulst betriebenen Photomultipliern muss durch spektrale Filterung sichergestellwerden, dass kontinuierliche Signale des Flammenleuchtens den Detektor nicht durch ein hohes Offsetsignaluberlasten und fur das Nutzsignal unempfindlich machen.
6 Durchfuhrung
Fur die Durchfuhrung der jeweiligen Messung siehe auch DIN 51866-1:2000-O4.6.1Rayleigh-Streuung
Der Aufbau einer Rayleigh-Messapparatur ist in Bild 2 von DIN 51866-1:2000-04 schematisch gezeigt.Für dieexperimentelle Durchfuhrung im Detail siehe auch [1].
6.2Raman-Streuung6.2.1Allgemeines
Der Aufbau einer Raman-Messapparatur ist in Bild 1 von DIN 51866-1:2000-04 schematisch dargestellt.ZurTemperaturmessung jiber Raman-Streuung stehen generell verschiedene Verfahren zur Verfugung.
6.2.2Rotations-Raman
Bei diesem Vertahren werden die Rotations-Ubergange der entsprechenden Indikatormoleküle beobachtet, diegegenüber der Anregungswellenlange eine Stokes-Raman-verschiebung im Bereich s 500 Wellenzahlen auf-weisen. Dies erfordert besondere MaBnahmen fur die Unterdruckung von Falschlicht (Rayleigh- und Streulichtaus anderen Prozessen), das ohne spektrale verschiebung von der Anregungswellenlange herrihrt und mitden Messkanalen interferieren kann. Die erforderliche Auflosung der spektralen Rotations-Struktur im Mess-signal bedingt denEinsatz von Laserlichtquellen mit geringer spektraler Bandbreite (s 1 Wellenzahl) und Spek-trometern mit hoher spektraler Auflosung.
6.2.3Rotations-Schwingungs-Raman
Bei diesem vertahren werden die Rotations-Schwingungs-Ubergange der entsprechenden Indikatormolekülebeobachtet, die gegenüber der Anregungswellenlange eine Raman-Verschiebung im Bereich von etwa 1 000bis 4200 Wellenzahlen aufweisen. Hinsichtlich Falschlichtunterdruckung und spektraler Auflosung sind dieAngaben in 6.2.2 zu beachten.
6.2.4Stokes/anti-Stokes
Bei diesem Verfahren werden die Rotations-Schwingungs-Ubergange der entsprechenden Indikatormolekilebeobachtet,die gegeniber der Anregungswellenlange eine Stokes-Raman-verschiebung und eine anti-Stokes-Raman-verschiebung im Bereich von etwa 1000 bis 4200 Wellenzahlen aufweisen.HinsichtichFalschlichtunterdrüickung und spektraler Auflosung sind die Angaben in 6.2.2 zu beachten. Dieses Verftahrenist fur den Temperaturbereich oberhalb 1 000 K nutzbar.DIN 51866-2 pdf download.
