Entwicklung und Charakterisierung einer Sonde auf Basis der gefilterten Rayleigh-Streuung für zeitaufgelöste Messungen unter kryogenen Bedingungen

Abstract

In dieser Masterarbeit wurde eine FRS-Sonde entwickelt und charakterisiert, um zeitaufgelöste Punktmessungen in Rückstreuung, unter kryogenen Bedingungen, zu ermöglichen. Durch Variation der Ortsauflösung, Charakterisierung des erreichbaren Signalniveaus und der Empfindlichkeit gegen Falschlicht, wurde unter Laborbedingungen gezeigt, dass diese Sonde mit gekoppelter Sende- und Empfangseinheit für den Einsatz am Kryo-Kanal der Firma ETW in Köln geeignet ist. Für Messungen unter Prüfstands-Bedingungen, wurde ein mechanisch stabiler, mobiler Messaufbau erstellt. Weiterhin wurden gemittelte und zeitaufgelöste FRS-Messungen mittels des diskreten Frequenz-Scan-Verfahrens unter 1 bar und 9,5 bar Absolutdruck bei 24°C erfolgreich durchgeführt. Durch Fokussierung des Laserstrahls und das damit verbundene höhere Signalniveau im Messvolumen, konnten am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit diesem Messsystem erstmalig zeitaufgelöste FRS-Messungen mittels einer periodischen, kontinuierlichen Verschiebung der Laserfrequenz durchgeführt werden. Die Ergebnisse zeigen, dass eine örtliche Auflösung sowie Spektren mit Messraten bis zu 20 Hz möglich sind.