Лазерная шлирен-дефлектометрия

Метод измерения температуры газа

Эксперимент с использованием лазерной шлирен-дефлектометрии (ЛСД) для измерения температуры в струе аргоновой плазмы

Лазерная шлирен-дефлектометрия ( LSD ) — это метод высокоскоростного измерения температуры газа в микроскопических размерах , в частности, для температурных пиков в динамических условиях при атмосферном давлении. Принцип LSD происходит от шлирен-фотографии : узкий лазерный луч используется для сканирования области в газе, где изменения свойств связаны с характерными изменениями показателя преломления . Лазерная шлирен-дефлектометрия, как утверждается, преодолевает ограничения других методов относительно временного и пространственного разрешения. ^[1]

Теория метода аналогична эксперименту по рассеянию Эрнеста Резерфорда 1911 года. Однако вместо альфа-частиц, рассеиваемых атомами золота , здесь оптический луч отклоняется горячими точками с неизвестной температурой. Общее уравнение LSD описывает зависимость измеренного максимального отклонения луча δ ₁ от локального максимума температуры нейтрального газа в горячей точке T ₁ :

{\frac {T_{0}}{T_{1}}}+{\frac {\delta _{1}}{\delta _{0}}}=1,

где T ₀ — температура окружающей среды, а δ ₀ — калибровочная константа, зависящая от конфигурации эксперимента. ^[2]

Лазерная шлирен-дефлектометрия использовалась для исследования динамики температуры, теплопередачи и энергетического баланса в миниатюрной плазме атмосферного давления . ^[3]

Смотрите также

Ссылки

^ Шефер, Дж.; Фест, Р.; Рейтер, С.; Кевиц, Т.; Шперка, Дж.; Вельтманн, К.-Д. (2012). «Лазерная шлирен-дефлектометрия для анализа температуры нитевидной нетермической плазмы атмосферного давления». Обзор научных приборов . 83 (10): 103506– 8. Bibcode : 2012RScI...83j3506S. doi : 10.1063/1.4761924. PMC 3494719. PMID 23126765 .
^ Шефер, Ян; Бонавентура, Зденек; Фёст, Рюдигер (15 июля 2015 г.). «О фундаментальном отношении лазерной шлирен-дефлектометрии для измерения температуры в нитевидной плазме». European Physical Journal AP . 71 (2): 20804. Bibcode : 2015EPJAP..7120804S. doi : 10.1051/epjap/2015140491 .
^ Шефер, Й.; Сигенегер, Ф.; Фоест, Р.; Лоффхаген, Д.; Вельтманн, К.-Д. (14 сентября 2010 г.). «О параметрах плазмы самоорганизованной плазменной струи при атмосферном давлении». The European Physical Journal D . 60 (3): 531– 538. Bibcode :2010EPJD...60..531S. doi :10.1140/epjd/e2010-00222-5. S2CID 16507361.

[1] Шефер, Дж.; Фест, Р.; Рейтер, С.; Кевиц, Т.; Шперка, Дж.; Вельтманн, К.-Д. (2012). «Лазерная шлирен-дефлектометрия для анализа температуры нитевидной нетермической плазмы атмосферного давления». Обзор научных приборов . 83 (10): 103506– 8. Bibcode : 2012RScI...83j3506S. doi : 10.1063/1.4761924. PMC 3494719. PMID 23126765 .

[2] Шефер, Ян; Бонавентура, Зденек; Фёст, Рюдигер (15 июля 2015 г.). «О фундаментальном отношении лазерной шлирен-дефлектометрии для измерения температуры в нитевидной плазме». European Physical Journal AP . 71 (2): 20804. Bibcode : 2015EPJAP..7120804S. doi : 10.1051/epjap/2015140491 .

[3] Шефер, Й.; Сигенегер, Ф.; Фоест, Р.; Лоффхаген, Д.; Вельтманн, К.-Д. (14 сентября 2010 г.). «О параметрах плазмы самоорганизованной плазменной струи при атмосферном давлении». The European Physical Journal D . 60 (3): 531– 538. Bibcode :2010EPJD...60..531S. doi :10.1140/epjd/e2010-00222-5. S2CID 16507361.