Um sehr schnell ablaufende innermotorische Prozesse nicht-invasiv erfassen zu können, steigt der Bedarf an High-Speed-Lasermesssystemen mit hohen Repetitionsraten. Solche Messsysteme sind bisher allerdings sehr teuer und oft nur für einen bestimmten Anwendungsfall ausgelegt. Zudem erweist sich gerade bei der Beobachtung von schnellen instationären oder transienten Ereignissen die feste Repetitionsrate bisheriger Systeme oft als unzureichend. Ein flexibel ansteuerbarer und kontinuierlich verkürzbarer Impulsabstand eignet sich bei beschleunigenden Vorgängen deutlich besser zur Messdatenerfassung.
Ziel des Projektes war die Entwicklung eines preisgünstigen Gesamtmesssystems, welches für die Erfassung mittels LIF(Laserindizierte Fluoreszenz)-Laserdiagnostik zyklusaufgelöster innermotorischer Prozesse eingesetzt werden kann. Die Hauptaufgaben lagen in der Entwicklung und Erprobung eines neuartigen Mehrpulslaser-Systems, der Integration dieses Lasers-Systems in ein Gesamtmesssystem, der freien Steuerung und Triggerung des Messsystems sowie der automatisierten Auswertung der Messdaten mit variablen Analyse-Methoden.
rechts: Vertikale Lambda-Verteilung von direkt eingeblasenem Methan im Brennraum während der Injektion, dargestellt in Falschfarben (Quelle: Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Technische Thermodynamik und Transportprozesse)
Durch die enge Zusammenarbeit aller Projektpartner konnte innerhalb der Projektphase das beschriebene Messsystem zur zyklusaufgelösten Messung der Kraftstoffverteilung im Brennraum entwickelt und erprobt werden.
Im Vordergrund stand die Charakterisierung des Multipuls-Lasers, um eine hohe Strahl- und Energiestabilität gewährleisten zu können. Das Gesamtmesssystem konnte dann unter anderem für eine Vielzahl von Experimenten flexibel eingesetzt werden, wobei der Fokus auf der Direkteinblasung gasförmiger Kraftstoffe lag. Auch die Einbindung eines optisch parametrischen Oszillators zur Funktionserweiterung wurde umgesetzt und die Machbarkeit der NO(Stickstoffmonoxid)-LIF zur Detektion von NO prinzipiell nachgewiesen.
