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Bau einer Kalibriervorrichtung für Absorptionsfilterkennlinien von Jodzellen für die Doppler Global Velocimetry

Seifert, M. and Heinze, J. and Schodl, R. (2003) Bau einer Kalibriervorrichtung für Absorptionsfilterkennlinien von Jodzellen für die Doppler Global Velocimetry. In: Lasermethoden in der Strömungsmeßtechnik, 11, 33.1-33.6. GALA, September 2003, Rostock. ISBN 3-00-011903-5.

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Abstract

Bau einer Kalibriervorrichtung für Absorptionsfilterkennlinien von Jodzellen für die Doppler Global Velocimetry Einleitung Bei den neueren, auf dem Dopplereffekt basierenden Methoden der planaren Strömungsgeschwindigkeitsmessung wie z.B. der Doppler Global Velocimetry (DGV) spielen molekulare Absorptionsfilter eine wichtige Rolle bei der Detektion der Frequenzverschiebung des dopplerverschobenen Streulichts von Partikeln in der Strömung, die von einem frequenzstabilisierten Laser beleuchtet werden. Auf Geschwindigkeitsänderungen zurückzuführende Frequenzverschiebungen des Streulichts äußern sich in einer Änderung der Absorption in der Jodzelle. Eine wichtige Vorraussetzung für eine genaue Geschwindigkeitsmessung ist die exakte Kenntnis der Absorptionskennlinie als Funktion der Frequenzverschiebung. Sowohl numerische Simulationen wie auch experimentelle Methoden sind zur Bestimmung der Absorptionskennlinien bisher eingesetzt worden. Das bisher hauptsächlich verwendete experimentelle Verfahren, die Frequenz eines durchstimmbaren Lasers über die Schwebungsfrequenz mit einem zweiten baugleichen, aber frequenzstabilisierten Laser zu bestimmen, sowie das Verfahren der Frequenzkalibrierung über die Hyperfeinstruktur der Jodabsorptionslinie sind experimentell sehr aufwendig und insbesondere für die Anwendung bei gepulsten Lasern nicht geeignet. Es wurde eine Vorrichtung entwickelt, mit der die Kalibration der Jodabsorptionskennlinie unabhängig von der Art der verwendeten Lichtquelle durchgeführt werden kann. Als Lichtquelle ist ein frequenzstabilisierter Laser erforderlich, dessen Strahl an einer mit bekannter Geschwindigkeit rotierenden Scheibe reflektiert wird und somit aufgrund des Dopplereffektes auf bekannte Weise frequenzverschoben wird. Mit dieser Vorrichtung sind Frequenzverschiebungen von ±680MHz mit einer Auflösung von ~3MHz realisierbar. Ein numerisches Simulationsverfahren wurde durch geeignete Druckverbreiterungsmodelle erweitert und zum Vergleich der experimentellen Absorptionskennlinien herangezogen. Dazu wurde der für die Simulation erforderliche jeweilige Füllungsgrad der Jodzellen durch die experimentelle Ermittlung der Sättigungstemperatur bestimmt. Experimentelle und theoretische Absorptionskennlinien befinden sich in guter Übereinstimmung, so daß bei genau bekannter Sättigungstemperatur der Jodzelle auch die theoretischen Absorptionskennlinien für die Messung verwendet werden können.

Document Type:Conference or Workshop Item (Paper)
Additional Information: LIDO-Berichtsjahr=2004, monograph_id=33,
Title:Bau einer Kalibriervorrichtung für Absorptionsfilterkennlinien von Jodzellen für die Doppler Global Velocimetry
Authors:
AuthorsInstitution or Email of Authors
Seifert, M. UNSPECIFIED
Heinze, J. UNSPECIFIED
Schodl, R. UNSPECIFIED
Date:2003
Journal or Publication Title:Lasermethoden in der Strömungsmeßtechnik
Volume:11
Page Range:33.1-33.6
Editors:
EditorsEmail
Dopheide, D.UNSPECIFIED
Müller, H.UNSPECIFIED
Strunck, V.UNSPECIFIED
Ruck, B.UNSPECIFIED
Leder, A.UNSPECIFIED
ISBN:3-00-011903-5
Status:Published
Keywords:Jodzelle, Kalibration, DGV, Absorptionsfilter, Dopplereffekt, Dopplerspiegel,
Event Title:GALA
Event Location:Rostock
Event Type:Other
Event Dates:September 2003
Organizer:GALA
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport (old)
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:Propulsion Systems
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L ER - Engine Research
DLR - Research theme (Project):UNSPECIFIED
Location: Köln-Porz
Institutes and Institutions:Institute of Propulsion Technology
Deposited By: Herr Martin Seifert
Deposited On:16 Sep 2005
Last Modified:01 Mar 2010 11:07

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