DE10208485B4 - Method and device for cleaning the surface of an optical window arranged on a combustion chamber of an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Reinigung der Oberfläche eines an einem Brennraum eines Verbrennungsmotors angeordneten optischen Fensters, welches Bestandteil einer Messsonde ist, durch die die Intensität und das Spektrum von zyklischen Verbrennungsvorgängen in dem Brennraum erfasst und einer Auswerteeinrichtung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Brennraum (1) zugekehrte Oberfläche des optischen Fensters (2) außerhalb des Zeitraumes zum Erfassen von Verbrennungsvorgängen über einen Lichtwellenleiter (4, 10) einer zum Reinigen bestimmten Laserstrahlung ausgesetzt wird, wobei die zu messende Strahlung über einen Lichtwellenleiter (4, 12) erfasst wird.A method for cleaning the surface of an arranged on a combustion chamber of an internal combustion engine optical window, which is part of a measuring probe by the intensity and the spectrum of cyclic combustion processes detected in the combustion chamber and an evaluation device is supplied, characterized in that the combustion chamber (1 ) facing surface of the optical window (2) is exposed outside the period for detecting combustion processes via an optical waveguide (4, 10) intended for cleaning laser radiation, wherein the radiation to be measured via an optical waveguide (4, 12) is detected.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung der Oberfläche eines an einem Brennraum eines Verbrennungsmotors angeordneten optischen Fensters mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Merkmalen und eine dazugehörige Vorrichtung mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 15 genannten Merkmalen.The The invention relates to a method for cleaning the surface of a at a combustion chamber of an internal combustion engine arranged optical window with the features mentioned in the preamble of claim 1 and an associated device with the features mentioned in the preamble of claim 15.

Vorbekannt ist beispielsweise aus der DE 30 11 569 C2 , der DE 36 27 074 A1 und der DE 44 02 310 A1 , dass für das Erfassen der Verbrennungsvorgänge im Brennraum eines Verbrennungsmotors optische Sonden eingesetzt werden. Zum Erfassen der Strahlung der Verbrennungsvorgänge sind am Brennraum des Verbrennungsmotors ein oder mehrere optische Fenster angeordnet, die auch Bestandteil einer Messsonde sein können. Im Laufe der Betriebszeit werden die optischen Fenster durch die im Brennraum entstehenden Rußpartikel verschmutzt. Es kommt zu einer Belagbildung auf der brennraumseitigen Seite der optischen Fenster beziehungsweise an der Sondenkuppe, wodurch die Genauigkeit des Erfassens der Intensität und des Spektrums der Verbrennungsvorgänge in dem Brennraum negativ beeinflusst und verfälscht wird. Um die Verschmutzung beziehungsweise den Belag an den Innenseiten der optischen Fenster wieder zu entfernen, ist es bisher notwendig, den Verbrennungsmotor auf einen hochlastigen Betriebspunkt zu fahren, bei dem der Belag abgebrannt wird.Previously known, for example, from the DE 30 11 569 C2 , of the DE 36 27 074 A1 and the DE 44 02 310 A1 in that optical probes are used to detect the combustion processes in the combustion chamber of an internal combustion engine. For detecting the radiation of the combustion processes, one or more optical windows, which can also be part of a measuring probe, are arranged on the combustion chamber of the internal combustion engine. During operation, the optical windows are polluted by the resulting soot particles in the combustion chamber. There is a deposit formation on the combustion chamber side of the optical window or on the sonde, whereby the accuracy of detecting the intensity and the spectrum of the combustion processes in the combustion chamber is adversely affected and falsified. In order to remove the dirt or the coating on the insides of the optical window, it has hitherto been necessary to drive the internal combustion engine to a high-load operating point at which the lining is burned off.

Dieses Verfahren erfordert eine Unterbrechung des Messvorganges und einen Betriebspunktwechsel des Motors. Ein weiterer Nachteil ist, dass das Quarzglas der optischen Fenster nur bedingt für eine Selbstreinigung bei entsprechend hohen Temperaturen geeignet ist. Die hohen Temperaturen zum Freibrennen können eine Veränderung des Kristallgefüges der optischen Fenster zur Folge haben, die zu Rissbildungen in dem Fenster führen kann. Die zu ermittelnden Messergebnisse werden dadurch verfälscht.This Procedure requires an interruption of the measuring process and a Operating point change of the engine. Another disadvantage is that Quartz glass of the optical window only conditionally for a self-cleaning suitable for high temperatures. The high temperatures to burn down can a change of the crystal structure the optical window resulting in the formation of cracks in the Lead window can. The measurement results to be determined are thereby falsified.

Vorbekannt ist durch die DE 30 11 569 A1 eine optische Sonde, die zur Aufnahme der Verbrennungsstrahlung eine konturierte, axial am Brennraum frei angrenzende Oberfläche aufweist.Previously known by the DE 30 11 569 A1 an optical probe having a contoured, axially adjacent to the combustion chamber surface for receiving the combustion radiation.

Mittels der Konturierung der freien Oberfläche soll eine geringere Verschmutzung und gute Lichtausbeute auch über längere Betriebszeiten erzielt werden. Derartige Ausführungen sind nicht praxistauglich, da Feinkonturen wie Spitzen oder Kanten generell verschmutzen und dabei zusätzlich oft Fremdzündungspunkte im Brennraum bilden.through The contouring of the free surface should be less pollution and good light output also over longer Operating times are achieved. Such designs are not practical, because fine contours such as tips or edges generally pollute and additionally often spark ignition points in the combustion chamber.

Aus der DE 198 45 498 A1 ist ein Verfahren zum Reinigen der Oberfläche des optischen Fensters einer Laserröhre vorbekannt, bei dem eine Laserstrahlung auf die zu reinigende Oberfläche gerichtet wird. Dabei wird die durch das optische Fenster der Laserröhre austretende Laserstrahlung durch außerhalb der Laserröhre angeordnete Spiegel reflektiert und fokussiert auf die zu reinigende Oberfläche zurückgeführt.From the DE 198 45 498 A1 a method for cleaning the surface of the optical window of a laser tube is previously known, in which a laser radiation is directed to the surface to be cleaned. In this case, the laser radiation emerging through the optical window of the laser tube is reflected by mirrors arranged outside the laser tube and returned in a focused manner to the surface to be cleaned.

Bei diesem Verfahren handelt es sich um die Reinigung der optischen Elemente einer Laserröhre, die durch die Strahlung des Lasers verschmutzt und durch die reflektierte Strahlung wieder gereinigt werden. Das in der DE 198 45 498 A1 beschriebene Verfahren ist nicht anwendbar für die Reinigung der oben beschriebenen optischen Fenster am Brennraum eines Verbrennungsmotors.This method involves cleaning the optical elements of a laser tube, which are polluted by the radiation of the laser and are cleaned again by the reflected radiation. That in the DE 198 45 498 A1 The method described is not applicable to the cleaning of the optical windows described above on the combustion chamber of an internal combustion engine.

In der JP 63-154 940 A wird eine Vorrichtung zur Beseitigung von Plasmaprodukten an einem Beobachtungsfenster eines Plasmareaktors mittels einer Laserstrahlung beschrieben. Die Reinigung des Beobachtungsfensters eines Plasmareaktors ist ebenfalls nicht anwendbar für die Reinigung der oben beschriebenen optischen Fenster am Brennraum eines Verbrennungsmotors.In the JP 63-154 940 A a device for the elimination of plasma products at an observation window of a plasma reactor is described by means of a laser radiation. The cleaning of the observation window of a plasma reactor is also not applicable for the cleaning of the optical windows described above on the combustion chamber of an internal combustion engine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung zur Reinigung der Oberfläche eines optischen Fensters der Eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem bzw. mit der die Reinigung des optischen Fensters im laufenden Betriebszustand und bei Beibehaltung des Betriebspunktes des Motors in einem kurzen Zeitintervall (tReinigung ≤ 1 s) möglich ist und bei der direkt im Anschluss durchzuführenden Messung lediglich ein geringer Verschmutzungsgrad des optischen Fensters entsteht, um somit eine Beeinträchtigung der zu ermittelnden Messwerte in Folge verschmutzter optischer Fenster zu verringern.The invention has for its object to provide a method and associated apparatus for cleaning the surface of an optical window of the type mentioned, with or with the cleaning of the optical window in the current operating condition and while maintaining the operating point of the engine in one short time interval (t cleaning ≤ 1 s) is possible and only a small degree of contamination of the optical window is formed in the measurement to be carried out immediately in order to reduce the impairment of the measured values to be determined as a result of soiled optical windows.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 und entsprechend der gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 15 gelöst.These Task is according to the generic method according to the invention by the characterizing features of claim 1 and corresponding the generic device according to the invention the characterizing features of claim 15 solved.

Außerhalb des Zeitraumes zum Erfassen von Verbrennungsvorgängen wird dem optischen Fenster eine zur Reinigung bestimmte Laserstrahlung derart zugeführt, dass die Photonenenergie von außerhalb des Brennraumes mittels eines Lichtwellenleiters in das optische Fenster eingekoppelt wird, durch das optische Fenster transmittiert und anschließend an der dem Brennraum zugewandten Grenzfläche mit einer dort anhaftenden, die Laserstrahlung in hohem Maße absorbierenden Rußschicht wechselwirkt. Durch die unterschiedlichen Absorptionseigenschaften von optischem Fenster und Belag sowie den kurzen intensiven Pulsen der Laserstrahlung entsteht im Belag ein Temperatur- und daraus resultierender Volumensprung, welcher zu einer sich in den Motorraum ausbreitenden und die Verunreinigung mit sich fortschleudernden Schockwelle führt, noch ehe sich ein zur Verbrennung des Belages führendes Wärmegleichgewicht einstellt.Outside the period for detecting combustion processes, a laser radiation intended for cleaning is supplied to the optical window in such a way that the photon energy is coupled into the optical window from outside the combustion chamber by means of an optical waveguide, transmitted through the optical window and subsequently at the boundary surface facing the combustion chamber a there adhering, the laser radiation interacts highly absorbent soot layer interacts. Due to the different absorption properties of the optical window and coating as well as the short intense pulses of the Laser radiation is produced in the lining a temperature and resulting volume jump, which leads to a propagating in the engine compartment and the impurity with thrown away shock wave before it sets a leading to the combustion of the lining heat balance.

Das optische Fenster, das auch Bestandteil der Messsonde sein kann, besteht aus einem Material, wie zum Beispiel Saphir (Al2O3) oder Quarzglas (SiO2), das zwischen dem sichtbaren und dem nahen Infrarot innerhalb des Prozessfensters keine Strahlung absorbiert, während die Verunreinigung durch die im Verbrennungsraum des Motors erzeugten Rußpartikel ein hochabsorbierendes Medium darstellt. Anstelle der kurzen intensiven Pulse, welche in oben beschriebener Weise zu einer Schockwelle führen, kann auch Laserstrahlung mit geringerer Leistung und längerer Pulsdauer verwendet werden, wobei der Prozess dann teilweise oder auch vollständig thermisch, d. h. durch Verbrennung der Verunreinigung bestimmt wird.The optical window, which may also be part of the measuring probe, consists of a material, such as sapphire (Al 2 O 3 ) or quartz glass (SiO 2 ), which does not absorb radiation between the visible and the near infrared within the process window the contamination by the soot particles produced in the combustion chamber of the engine is a highly absorbent medium. Instead of the short intense pulses, which lead to a shock wave in the manner described above, laser radiation with lower power and longer pulse duration can be used, the process is then partially or completely thermally, ie determined by combustion of the contaminant.

Entsprechend der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Sonde mit dem brennraumseitig angeordneten optischen Fenster über Lichtwellenleiter derart mit einer Laserquelle verbunden, dass der von der Laserquelle erzeugte gepulste Laserstrahl auf die Grenzfläche zwischen optischem Fenster und Verunreinigung geleitet wird. Das optische Fenster beziehungsweise die Sonde bestehen dabei aus Saphir oder Quarzglas, und werden selbst als Lichtwellenleiter genutzt.Corresponding the device according to the invention is the probe with the combustion chamber side arranged optical window via optical fibers such connected to a laser source that generated by the laser source pulsed laser beam on the interface between optical window and pollution is conducted. The optical window or The probe consist of sapphire or quartz glass, and become self used as optical fiber.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass eine Reinigung der dem Brennraum zugekehrten Oberfläche des optischen Fensters während des laufenden Betriebszustandes des Motors erfolgt, ohne dass dabei ein Betriebspunktwechsel des Motors notwendig ist. Eine Selbstreinigung der optischen Fenster durch Abbrennen der Verschmutzungen bei einem hochlastigen Betriebspunkt und somit bei hohen Temperaturen ist nicht mehr erforderlich.Of the Advantage of the solution according to the invention exists in that a cleaning of the combustion chamber facing surface of the optical window during the current operating condition of the engine takes place without it an operating point change of the engine is necessary. A self-cleaning the optical window by burning off the dirt in a high-load operating point and thus at high temperatures not necessary anymore.

Rissbildungen in den optischen Fenstern infolge der durch die hohen Temperaturen auftretenden Veränderungen im Kristallgefüge können somit vermieden werden. Durch Einsatz der erfindungsgemäßen Lösung ist es auch möglich, die Reinigung der optischen Fenster in einen kurzem Zeitintervall durchzuführen. Das bedeutet, dass die Verschmutzung der optischen Fenster insbesondere durch Rußablagerungen nach dem Reinigungsvorgang, während des direkt im Anschluss durchzuführenden Messvorganges, nicht einen solchen Grad erreicht hat, dass sie die Messergebnisse der über die Sonde ermittelten Verbrennungsvorgänge im Brennraum des Verbrennungsmotors wesentlich beeinflusst. Somit wird eine Beeinträchtigung der über die Sonde zu ermittelnden Betriebswerte infolge verschmutzter optischer Fenster wesentlich verringert.cracking in the optical windows as a result of the high temperatures occurring changes in the crystal structure can thus be avoided. By using the solution according to the invention it also possible to perform the cleaning of the optical windows in a short time interval. The means that the pollution of the optical windows in particular by soot deposits after the cleaning process, while of the measuring procedure to be carried out directly afterwards, has not reached such a degree that it has the measurement results the over the probe detected combustion processes in the combustion chamber of the internal combustion engine significantly influenced. Thus, an impairment of the over Probe to be determined operating values due to dirty optical Window significantly reduced.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben, sie werden in der Beschreibung zusammen mit ihren Wirkungen erläutert.Further advantageous embodiments are described in the subclaims, they are explained in the description together with their effects.

Anhand einer Zeichnung werden nachfolgend Ausführungsbeispiele der Messvorrichtung beschrieben. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:Based a drawing below embodiments of the measuring device described. In the corresponding Drawings show:

1: den schematischen Aufbau einer Vorrichtung zur Reinigung der Oberfläche eines optischen Fensters, 1 : the schematic structure of a device for cleaning the surface of an optical window,

2: eine Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Reinigung der Oberfläche eines optischen Fensters, 2 a variant of the device according to the invention for cleaning the surface of an optical window,

3: einen Schnitt A-A gemäß 2 und 3 : a section AA according to 2 and

4: ein Detail der erfindungsgemäßen Lösung zur Einkopplung und Führung der Laserstrahlung zur Reinigung der Oberfläche eines optischen Fensters. 4 : A detail of the inventive solution for coupling and guiding the laser radiation for cleaning the surface of an optical window.

Die erfindungsgemäße Lösung betrifft die Reinigung eines optischen Fensters 2, das Bestandteil einer Sonde 3 zum Erfassen der Verbrennungsvorgänge in einem Brennraum 1 eines Verbrennungsmotors ist. Die erfindungsgemäße Lösung beschränkt sich nicht auf die in dem Ausführungsbeispiel genannten Einsatzgebiete. Das optische Fenster kann zum Beispiel auch Bestandteil eines Gerätes zur Messung der Trübung von Kraftfahrzeugabgasen, wie beispielsweise der DE 101 33 970 A1 , sein, bei der am Brennraum des Verbrennungsmotors zwei gegenüberliegende optische Fenster angeordnet sind. Mittels der erfindungsgemäßen Lösung werden dabei an beiden optischen Fenstern die dem Brennraum zugekehrten Oberflächen der optischen Fenster durch entsprechende Führung der Laserstrahlung gereinigt. Die erfindungsgemäße Lösung ist somit weitestgehend in der optischen Verbrennungsdiagnostik einsetzbar.The solution according to the invention relates to the cleaning of an optical window 2 , which is part of a probe 3 for detecting the combustion processes in a combustion chamber 1 an internal combustion engine is. The solution according to the invention is not limited to the applications mentioned in the exemplary embodiment. The optical window, for example, also part of a device for measuring the turbidity of automotive exhaust gases, such as DE 101 33 970 A1 be, are arranged at the combustion chamber of the internal combustion engine two opposite optical windows. By means of the solution according to the invention, the surfaces of the optical windows facing the combustion chamber are cleaned on both optical windows by appropriate guidance of the laser radiation. The solution according to the invention can therefore be used as far as possible in optical combustion diagnostics.

Gemäß einer in 1 dargestellten ersten Ausführungsvariante ist an dem Brennraum 1 eines Verbrennungsmotors eine mit einem optischen Fenster 2 versehene Sonde 3 zum Erfassen der im Brennraum 1 herrschenden Verbrennungsvorgänge angeordnet. Die Sonde 3 und somit das optische Fenster 2 besteht aus einem lichtwellenleitenden Material wie beispielsweise Saphir (Al2O3) oder Quarzglas. Die Sonde 3 ist entweder über einen Lichtwellenleiter 4 und den optischen Schalter 5 mit einer an sich bekannten Auswerteeinrichtung 6 oder bei der anderen Schaltstellung des optischen Schalters 5 über den Lichtwellenleiter 4, den optischen Schalter 5 und den Lichtwellenleiter 14 derart mit einer Laserquelle 8 verbunden, dass ein von der Laserquelle 8 erzeugter gepulster Laserstrahl auf die Grenzfläche zwischen optischem Fenster 2 und der darauf befindlichen Verunreinigung geleitet wird. Zum Einkoppeln der Laserimpulsstrahlung in den Lichtwellenleiter ist zwischen dem Lichtwellenleiter 14 und der Laserquelle 8 eine Einkoppeloptik 7 angeordnet.According to a in 1 shown first embodiment is on the combustion chamber 1 an internal combustion engine with an optical window 2 provided probe 3 for detecting the in the combustion chamber 1 prevailing combustion processes arranged. The probe 3 and thus the optical window 2 consists of an optical waveguide material such as sapphire (Al 2 O 3 ) or quartz glass. The probe 3 is either via an optical fiber 4 and the optical switch 5 with a known evaluation device 6 or the other Switch position of the optical switch 5 over the optical fiber 4 , the optical switch 5 and the optical fiber 14 such with a laser source 8th connected to one from the laser source 8th generated pulsed laser beam on the interface between the optical window 2 and the contaminant thereon is passed. For coupling the laser pulse radiation in the optical waveguide is between the optical waveguide 14 and the laser source 8th a coupling optics 7 arranged.

Zwischen dem Lichtwellenleiter 4 und dem Lichtwellenleiter 14 bzw. der Auswerteeinrichtung 6 ist ein optischer Schalter 5 angeordnet, der den Lichtwellenleiter 4 alternativ mit der Auswerteeinrichtung 6 oder mit der Laserquelle 8 verbindet. Dabei ist der optische Schalter 5 und die Laserquelle 8 mit einer von der Auswerteeinrichtung 6 angesteuerten Schaltstrecke 9 verbunden, mit der eine Regelung der alternativen Schaltung erfolgt. Der Lichtwellenleiter 4 besteht aus einem Einfaserlichtleiter (z. B. einer Stufenindexfaser), die nach dem optischen Schalter 5 mit dem Lichtwellenleiter 14 bzw. der Auswerteeinrichtung 6 verbunden ist.Between the fiber optic cable 4 and the optical fiber 14 or the evaluation device 6 is an optical switch 5 arranged, the the optical fiber 4 alternatively with the evaluation device 6 or with the laser source 8th combines. Here is the optical switch 5 and the laser source 8th with one of the evaluation device 6 controlled switching path 9 connected, with which a regulation of the alternative circuit takes place. The optical fiber 4 consists of a single-fiber light guide (eg a step index fiber) following the optical switch 5 with the optical fiber 14 or the evaluation device 6 connected is.

Eine Variante der erfindungsgemäßen Lösung gemäß 2 sieht vor, dass der Lichtwellenleiter 4 aus einem mit einem Kunststoffmantel 13 versehenen Bündelfaserlichtleiter 12 und einer zentral angeordneten, von einem Kunststoffrohr 11 umhüllten, Einzelfaser 10 besteht. In der 3 ist ein derart ausgebildeter Lichtwellenleiter 4 im Querschnitt dargestellt. Der Bündelfaserlichtleiter 12 ist dabei als Lichtwellenleiter 4.1 zum Übertragen der aus dem Brennraum 1 erfassten Verbrennungsstrahlung ausgebildet, der direkt mit der Auswerteeinrichtung 6 verbunden ist. Die Einzelfaser 10 ist entsprechend als Lichtwellenleiter 4.2 zur Übertragung des Laserimpulses ausgebildet, die mit der Einkoppeloptik 7 der Laserquelle 8 direkt verbunden ist. In diesem Fall kann auf einen optischen Schalter 5 verzichtet werden. Die von der Auswerteeinrichtung 6 angesteuerte Schaltstrecke 9 ist dabei nur mit der Laserquelle 8 verbunden.A variant of the solution according to the invention 2 provides that the optical fiber 4 from one with a plastic sheath 13 provided trunk fiber optic cable 12 and a centrally located, from a plastic pipe 11 wrapped, single fiber 10 consists. In the 3 is such a trained optical fiber 4 shown in cross section. The trunked fiber optic cable 12 is there as an optical fiber 4.1 to transfer the from the combustion chamber 1 detected combustion radiation formed directly with the evaluation 6 connected is. The single fiber 10 is accordingly as optical fiber 4.2 formed for transmitting the laser pulse, with the coupling optics 7 the laser source 8th directly connected. In this case can be on an optical switch 5 be waived. The of the evaluation device 6 controlled switching path 9 is only with the laser source 8th connected.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Reinigung der Oberfläche des optischen Fensters 2 wird im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert.The operation of the device according to the invention for cleaning the surface of the optical window 2 is explained in connection with the method according to the invention.

Während des normalen Motorbetriebes wird über das optische Fenster 2 der Sonde 3 die Strahlung der im Brennraum 1 des Verbrennungsmotors ablaufenden Verbrennungsvorgänge erfasst und über den Lichtwellenleiter 4 und entsprechend den beiden oben beschriebenen Ausführungsvarianten der Auswerteeinrichtung 6 zugeführt. Im Laufe der Zeit wird das optische Fenster 2 der Sonde 3 insbesondere durch die beim Verbrennungsvorgang entstehenden Rußpartikel verschmutzt. Erfindungsgemäß wird außerhalb des Zeitraums zum Erfassen der Verbrennungsvorgänge die dem Brennraum 1 zugekehrte und verschmutzte Oberfläche des optischen Fensters 2 über den Lichtleiter 4 und entsprechend den beiden Ausführungsvarianten, über den Lichtleiter 4.2 oder über den Lichtleiter 14 und den optischen Schalter 5, einer Laserstrahlung ausgesetzt, die einen Temperatur- und Volumensprung in der Rußschicht erzeugt. Durch die auf die Grenzfläche zwischen dem optischen Fenster 2 und der darauf befindlichen Verunreinigung geleitete Laserstrahlung entsteht durch den Temperatur- und Volumensprung eine Druckwelle, durch die die Rußablagerungen und die Verunreinigungen fortgeschleudert werden. Somit tritt an der dem Brennraum 1 zugekehrten Oberfläche des optischen Fensters 2 ein Reinigungseffekt auf. Der Reinigungseffekt basiert im wesentlichen auf der Grundlage der Nutzung der unterschiedlichen Absorptionseigenschaften an der Grenzfläche zwischen dem optischen Fenster 2 und der darauf befindlichen Verunreinigung.During normal engine operation is via the optical window 2 the probe 3 the radiation in the combustion chamber 1 detected combustion processes of the internal combustion engine and via the optical waveguide 4 and according to the two embodiments of the evaluation device described above 6 fed. Over time, the optical window becomes 2 the probe 3 contaminated in particular by the resulting during the combustion process soot particles. According to the invention is outside the period for detecting the combustion processes, the combustion chamber 1 facing and dirty surface of the optical window 2 over the light guide 4 and according to the two embodiments, over the light guide 4.2 or over the light guide 14 and the optical switch 5 , exposed to laser radiation, which produces a temperature and volume jump in the soot layer. Through the on the interface between the optical window 2 and the laser radiation guided thereon caused by the temperature and volume jump a pressure wave through which the soot deposits and the impurities are thrown. Thus occurs at the combustion chamber 1 facing surface of the optical window 2 a cleansing effect. The cleaning effect is based essentially on the use of the different absorption properties at the interface between the optical window 2 and the contaminant thereon.

Das optische Fenster 2 und die Sonde 3 bestehen aus einem Material, das zwischen dem sichtbaren und dem nahen Infrarot-Bereich innerhalb der hier beschriebenen Prozessgrenzen keine Strahlung absorbiert, während die Verunreinigung ein hochabsorbierendes Medium darstellt.The optical window 2 and the probe 3 are made of a material that does not absorb radiation between the visible and near infrared ranges within the process limits described here, while the contaminant is a highly absorbent medium.

Um die unterschiedlichen Absorptionseigenschaften effektiv ausnutzen zu können, wird die zu reinigende Oberfläche des optischen Fensters 2 einer gepulsten Laserstrahlung mit einer Wellenlänge von λ = 190 bis 10600 nm, beispielsweise Nd:YAG-Laser mit der Wellenlänge λ = 1064 nm, ausgesetzt, die durch das optische Fenster 2 und die Sonde 3 nicht absorbiert wird. Der Grenzfläche zwischen optischem Fenster 2 und der darauf befindlichen Verschmutzung wird die gepulste Laserstrahlung mit einer Einwirkdauer im Bereich von τPuls < 2 ms, beispielsweise τPuls = 10 ns, zugeführt. Die Energiedichte IPuls beträgt dabei 0,01 bis 30 J/cm2 und liegt unterhalb der Zerstörschwelle für die optischen Materialien. Spannungsrisse durch thermische Überlastungen im Saphir- beziehungsweise im Quarzglasvolumen werden durch den hohen Transmissionsgrad ausgeschlossen, durch die kurzen Pulse wird zudem die Grenzfläche nur minimal thermisch belastet.In order to effectively exploit the different absorption properties, the surface of the optical window to be cleaned becomes 2 a pulsed laser radiation with a wavelength of λ = 190 to 10600 nm, for example Nd: YAG laser with the wavelength λ = 1064 nm, exposed through the optical window 2 and the probe 3 is not absorbed. The interface between optical window 2 and the pollution thereon, the pulsed laser radiation with an exposure time in the range of τ pulse <2 ms, for example τ pulse = 10 ns, supplied. The energy density I pulse is 0.01 to 30 J / cm 2 and is below the damage threshold for the optical materials. Stress cracks due to thermal overloads in the sapphire or quartz glass volume are excluded by the high degree of transmittance; in addition, the short pulses cause only minimal thermal stress on the interface.

Versuche haben ergeben, dass ein sehr guter Reinigungseffekt mittels eines elektrooptisch gütegeschalteten Nd:YAK Festkörperlasers mit einer Wellenlänge von λ = 1064 nm und mit Pulsspitzenintensitäten von IPuls = 150 MW/cm2 erreicht wird. Die Pulsenergie der Laserstrahlung EPuls beträgt dabei ≈ 50 mJ, wobei in einem Reini gungszyklus der zu reinigenden Oberfläche des optischen Fensters 2 bis zu 10 hintereinanderfolgende Laserimpulse zugeführt werden. Dabei kann bei einem Einsatz von mehreren Laserimpulsen die Impulsenergie der Laserstrahlung verringert werden. Die maximal in einem Pulse übertragbare Photonenenergie wird dabei durch die Zerstörschwellen der eingesetzten Materialien begrenzt, welche demzufolge die Anzahl der zur Reinigung nötigen Pulse bestimmt.Experiments have shown that a very good cleaning effect is achieved by means of an electro-optically Q-switched Nd: YAK solid-state laser with a wavelength of λ = 1064 nm and with pulse peak intensities of I pulse = 150 MW / cm 2 . The pulse energy of the laser radiation E pulse is ≈ 50 mJ, wherein in a clean- ing cycle of the surface to be cleaned of the optical window 2 up to 10 successive laser pulses are supplied. In this case, when using several laser pulses, the pulse energy of the laser radiation be reduced. The maximum transmittable in a pulse photon energy is limited by the damage thresholds of the materials used, which consequently determines the number of pulses necessary for cleaning.

Als Strahlungsquellen werden erfindungsgemäß auch

  • – ein frequenzverdoppelter Laser mit einer Wellenlänge von λ = 532 nm oder eine Mischung der Grundwellenlänge 1064 nm mit der frequenzverdoppelten Strahlung,
  • – ein gepulster CO2 Laser mit einer Wellenlänge von λ = 10600 nm und Pulsdauern zwischen 50 ns und 2 ms,
  • – gepulste Excimer-Laser z. B. ArF-, KrF, XeF oder, XeCl-Laser, die im Wellenlängenbereich von 190 bis 533 nm arbeiten,
  • – ein Diodenlaser mit Wellenlängen λ zwischen 750 und 1300 nm und Pulsdauern zwischen 50 ns und 2 ms,
  • – ein Er:YAG-Laser mit der Wellenlänge λ = 2930 μm
verwendet.As radiation sources according to the invention also
  • A frequency-doubled laser with a wavelength of λ = 532 nm or a mixture of the fundamental wavelength 1064 nm with the frequency-doubled radiation,
  • A pulsed CO 2 laser with a wavelength of λ = 10600 nm and pulse durations between 50 ns and 2 ms,
  • - pulsed excimer laser z. B. ArF, KrF, XeF or, XeCl lasers operating in the wavelength range of 190 to 533 nm,
  • A diode laser with wavelengths λ between 750 and 1300 nm and pulse durations between 50 ns and 2 ms,
  • An Er: YAG laser with the wavelength λ = 2930 μm
used.

Zum Reinigen der gesamten Oberfläche des optischen Fensters 2 wird die Strahlung auf die Grenzfläche zwischen dem optischen Fenster 2 und der darauf befindlichen Verunreinigung im Bereich der zu reinigenden Fläche mittels der Einkoppeloptik 7 in einen Einfaserlichtwelllenleiter (z. B. eine Stufenindexfaser mit Kerndurchmesser d = 1000 μm) eingekoppelt. Am anderen Ende des Einfaserlichtwellenleiters tritt die Strahlung divergent aus (siehe 4). Anschließend tritt die Laserstrahlung in die dem Brennraum 1 gegenüberliegende Fläche des optischen Brennraumfensters 2 ein. Das Brennraumfenster 2 wird dann seinerseits als Lichtwellenleiter genutzt und Strahlung, die auf dem Weg zur brennraumseitigen Oberfläche des Brennraumfensters 2 auf die Mantelfläche auftrifft, wird an dieser Grenzfläche durch Totalreflexion weitergeleitet, so dass die gesamte Oberfläche des optischen Fensters 2 von der Laserstrahlung erfasst und somit auch gereinigt werden kann. Wichtig hierbei ist, dass die Einkopplung der Laserstrahlung in den Lichtwellenleiter 4.2 oder 14 so ausgelegt ist, dass der Divergenzwinkel der austretenden Strahlung einerseits die gesamte Oberfläche des optischen Fensters 2 von der Laserstrahlung erfasst (Maßgebend ist hier auch der Abstand 15 in 4 zwischen Lichtwellenleiter 4 und brennraumseitiger Grenzfläche des optischen Fensters 2) und andererseits der Auftreffwinkel der Lasserstrahlung auf die Mantelfläche des optischen Fensters 2 kleiner ausfällt als der Grenzwinkel der Totalreflexion, damit die Laserstrahlung in Richtung der brennraumseitigen Oberfläche der optischen Fensters 2 reflektiert wird.To clean the entire surface of the optical window 2 the radiation is at the interface between the optical window 2 and the contamination thereon in the area of the surface to be cleaned by means of the coupling optics 7 coupled into an optical fiber waveguide (eg a step index fiber with core diameter d = 1000 μm). At the other end of the Einfaserlichtwellenleiters the radiation exits divergent (see 4 ). Subsequently, the laser radiation enters the combustion chamber 1 opposite surface of the optical combustion chamber window 2 one. The combustion chamber window 2 is then in turn used as an optical waveguide and radiation, on the way to the combustion chamber side surface of the combustion chamber window 2 impinges on the lateral surface is forwarded at this interface by total reflection, so that the entire surface of the optical window 2 can be detected by the laser radiation and thus also cleaned. It is important that the coupling of the laser radiation into the optical waveguide 4.2 or 14 is designed so that the divergence angle of the exiting radiation on the one hand, the entire surface of the optical window 2 detected by the laser radiation (Decisive here is the distance 15 in 4 between optical fibers 4 and combustion chamber side interface of the optical window 2 ) and on the other hand, the angle of incidence of the Lasserstrahlung on the outer surface of the optical window 2 smaller than the critical angle of total reflection, so that the laser radiation in the direction of the combustion chamber side surface of the optical window 2 is reflected.

Das Verfahren ist auch dann anwendbar, wenn das optische Fenster größer als der Durchmesser des Laserstrahls ist, und ohne Totalreflexion an Mantelflächen die Laserstrahlung durch reine Transmission an die entsprechende Grenzfläche geleitet wird. Um das gesamte Fenster zu reinigen wird der beschriebene Vorgang durch Versetzen der Auskoppelseite des Lichtwellenleiters (mechanisch oder mit einer geeigneten automatischen Vorrichtung) so oft wiederholt, bis jede zu reinigende Stelle bestrahlt wurde.The Method is also applicable when the optical window is larger than the diameter of the laser beam is, and without total reflection on lateral surfaces the Laser radiation is passed through pure transmission to the appropriate interface. To clean the entire window becomes the process described by offsetting the coupling-out side of the optical waveguide (mechanical or with a suitable automatic device) repeated as often, until each spot to be cleaned was irradiated.

Die Reinigung der optischen Fenster 2 erfolgt außerhalb des Zeitraumes mit der über die Sonde 3 die Strahlung der Verbrennungsvorgänge im Brennraum 1 erfasst wird. Dabei wird die Reinigung des optischen Fensters 2 in Abhängigkeit von dessen Verschmutzungsgrad durchgeführt. Das Auslösen des Laserimpulses zum Reinigen des optischen Fensters 2 erfolgt über eine Schaltstrecke 9, die von der Auswerteeinrichtung 6 in Abhängigkeit vom Verschmutzungsgrad und der Notwendigkeit der Erfassung der Verbrennungsvorgänge im Brennraum angesteuert wird. Die Schaltstrecke 9 ist somit über die Auswerteeinrichtung 6 mit der Laserquelle 8 zum Erzeugen des Laserimpulses und bei Variante 1 noch mit dem optischen Schalter 5 verbunden und steuert diese entsprechend an.The cleaning of the optical windows 2 takes place outside the period with the over the probe 3 the radiation of the combustion processes in the combustion chamber 1 is detected. This is the cleaning of the optical window 2 carried out depending on its degree of contamination. The triggering of the laser pulse for cleaning the optical window 2 takes place via a switching path 9 that of the evaluation device 6 is controlled depending on the degree of pollution and the necessity of detecting the combustion processes in the combustion chamber. The switching path 9 is thus via the evaluation device 6 with the laser source 8th for generating the laser pulse and variant 1 still with the optical switch 5 connected and controls them accordingly.

Bei Variante 1 wird über die gesamte Querschnittsfläche des Lichtwellenleiters 4 alternativ die Strahlung der Verbrennungsvorgänge im Brennraum 1 zur Auswerteeinheit 6 geleitet, bzw. die Laserstrahlung zum Reinigen zum optischen Fenster 2 weitergeleitet. Variante 2 des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, wechselseitig über den Teil 12 der Querschnittsfläche des Lichtleiters 4 die Strahlung der Verbrennungsvorgänge in Brennraum 1 und über den anderen Teil 10 der Querschnittsfläche des Lichtleiters 4 die Laserstrahlung zum Reinigen der optischen Fenster 2 zu leiten.In variant 1 is over the entire cross-sectional area of the optical fiber 4 alternatively, the radiation of the combustion processes in the combustion chamber 1 to the evaluation unit 6 directed, or the laser radiation for cleaning the optical window 2 forwarded. variant 2 the method according to the invention provides, mutually over the part 12 the cross-sectional area of the light guide 4 the radiation of the combustion processes in the combustion chamber 1 and about the other part 10 the cross-sectional area of the light guide 4 the laser radiation for cleaning the optical windows 2 to lead.

In der 2 ist das Erfassen der Verbrennungsvorgänge im Brennraum durch eine gestrichelte Pfeillinie dargestellt, während das wechselseitige Zuführen der Laserstrahlung von der Laserquelle 8 zum optischen Fenster 2 durch eine volle Pfeillinie gekennzeichnet ist.In the 2 the detection of the combustion processes in the combustion chamber is represented by a dashed arrow line, while the mutual supply of the laser radiation from the laser source 8th to the optical window 2 characterized by a full arrow line.

Claims (21)

Verfahren zur Reinigung der Oberfläche eines an einem Brennraum eines Verbrennungsmotors angeordneten optischen Fensters, welches Bestandteil einer Messsonde ist, durch die die Intensität und das Spektrum von zyklischen Verbrennungsvorgängen in dem Brennraum erfasst und einer Auswerteeinrichtung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Brennraum (1) zugekehrte Oberfläche des optischen Fensters (2) außerhalb des Zeitraumes zum Erfassen von Verbrennungsvorgängen über einen Lichtwellenleiter (4, 10) einer zum Reinigen bestimmten Laserstrahlung ausgesetzt wird, wobei die zu messende Strahlung über einen Lichtwellenleiter (4, 12) erfasst wird.Method for cleaning the surface of an optical window arranged on a combustion chamber of an internal combustion engine, which is part of a measuring probe, by which the intensity and the spectrum of cyclic combustion processes in the combustion chamber are detected and fed to an evaluation device, characterized in that the combustion chamber ( 1 ) facing surface of the optical window ( 2 ) outside the period for detecting combustion processes via an optical waveguide ( 4 . 10 ) is exposed for cleaning certain laser radiation, wherein the radiation to be measured via an optical waveguide ( 4 . 12 ) is detected. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zu reinigenden Oberfläche des optischen Fensters (2) eine gepulste Laserstrahlung im Bereich von τPuls < 2 ms mit einer Energiedichte IPuls von 0,01 bis 30 J/cm2 und einer Wellenlänge von λ = 300 bis 10600 nm zugeführt wird.A method according to claim 1, characterized in that the surface to be cleaned of the optical window ( 2 ) a pulsed laser radiation in the range of τ pulse <2 ms with an energy density I pulse of 0.01 to 30 J / cm 2 and a wavelength of λ = 300 to 10600 nm is supplied. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulsenergie der Laserstrahlung 1 bis 1000 mJ beträgt.Method according to claim 1 or 2, characterized that the pulse energy of the laser radiation is 1 to 1000 mJ. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Strahlquelle ein gütegeschalteter Nd:YAG Festkörperlaser mit Pulsdauern zwischen 3 ns und 100 ns und einer Wellenlänge von λ = 1064 nm verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized that as a beam source a Q-switched Nd: YAG solid state laser with pulse durations between 3 ns and 100 ns and a wavelength of λ = 1064 nm is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Strahlquelle ein frequenzverdoppelter Laser mit einer Wellenlänge von λ = 532 nm oder eine Mischung der Grundwellenlänge 1064 nm mit der frequenzverdoppelten Strahlung verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that as a beam source a frequency doubled laser with a wavelength of λ = 532 nm or a mixture of the fundamental wavelength 1064 nm with the frequency doubled Radiation is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Strahlquelle ein gepulster CO2 Laser mit einer Wellenlänge von λ = 10600 nm und Pulsdauern zwischen 50 ns und 2 ms verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that a pulsed CO 2 laser with a wavelength of λ = 10600 nm and pulse durations between 50 ns and 2 ms is used as the beam source. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dass als Strahlquelle gepulste Excimer-Laser, wie z. B. ArF-, KrF, XeF oder XeCl-Laser, die im Wellenlängenbereich von 190 bis 533 nm arbeiten, verwendet werden.Method according to one of claims 1 to 3, that as a beam source pulsed excimer lasers, such as. ArF, KrF, XeF or XeCl lasers that are in the wavelength range from 190 to 533 nm, to be used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Strahlquelle ein Diodenlaser mit Wellenlängen zwischen 750 und 1300 nm verwendet wird und die Pulsdauer zwischen 50 ns und 2 ms liegt.Method according to one of claims 1 to 3, characterized that as a beam source, a diode laser with wavelengths between 750 and 1300 nm is used and the pulse duration between 50 ns and 2 ms. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Strahlquelle ein Er:YAG-Laser mit der Wellenlänge 2930 μm verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that an Er: YAG laser having a wavelength of 2930 μm is used as the beam source becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Querschnittsfläche des Lichtleiters (4) alternativ die Strahlung der Verbrennungsvorgänge im Brennraum (1) zur Auswerteeinheit (6) leitet, bzw. die Laserstrahlung zum Reinigen zum optischen Fenster (2) weiterleitet.Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the entire cross-sectional area of the light guide ( 4 ) alternatively the radiation of the combustion processes in the combustion chamber ( 1 ) to the evaluation unit ( 6 ), or the laser radiation for cleaning the optical window ( 2 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wechselseitig über ein Teil (4.1) der Querschnittsfläche des Lichtleiters (4) die Verbrennungsstrahlung zum Erfassungsmodul (6) geleitet wird und über den anderen Teil (4.2) der Querschnittsfläche des Lichtleiters (4) die Laserstrahlung zum Reinigen der optischen Fenster (2) geleitet wird.Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that mutually over a part ( 4.1 ) of the cross-sectional area of the light guide ( 4 ) the combustion radiation to the acquisition module ( 6 ) and the other part ( 4.2 ) of the cross-sectional area of the light guide ( 4 ) the laser radiation for cleaning the optical windows ( 2 ). Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlung zum Reinigen der optischen Fenster (2) über eine zentral im Lichtleiter (4) angeordnete Einzelfaser (10) zugeführt wird.A method according to claim 11, characterized in that the laser radiation for cleaning the optical window ( 2 ) via a central in the light guide ( 4 ) arranged single fiber ( 10 ) is supplied. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Reinigungszyklus der zu reinigenden Oberfläche des optischen Fensters (2) bis zu 10 hintereinanderfolgende Laserimpulse zugeführt werden.Method according to one of claims 1 to 12, characterized in that in a cleaning cycle of the surface to be cleaned of the optical window ( 2 ) up to 10 successive laser pulses are supplied. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslösen des Laserimpulses über eine Schaltstrecke (9) erfolgt, die die Auswerteeinrichtung (6) zum Erfassen der Verbrennungsvorgänge, eine Laserquelle (8) zu Erzeugen des Laserimpulses und gegebenenfalls noch zusätzlich einen den Lichtwellenleiter betreffenden optischen Schalter (5) umfasst und von der Auswerteeinrichtung (6) angesteuert wird.Method according to one of claims 1 to 13, characterized in that the triggering of the laser pulse via a switching path ( 9 ) carried out by the evaluation device ( 6 ) for detecting the combustion processes, a laser source ( 8th ) to generate the laser pulse and optionally additionally an optical switch which concerns the optical waveguide ( 5 ) and by the evaluation device ( 6 ) is driven. Vorrichtung zur Reinigung der Oberfläche eines an einem Brennraum eines Verbrennungsmotors angeordneten optischen Fensters, das Bestandteil einer Messsonde ist und mittels der die Strahlung von zyklischen Verbrennungsvorgängen in dem Brennraum erfasst und über einen an der Messsonde angeordneten Lichtwellenleiter einer Auswerteeinrichtung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde (3) mit dem brennraumseitig angeordneten optischen Fenster (2) über einen Lichtwellenleiter (4, 4.2; 4, 14) derart mit einer Laserquelle (8) verbunden ist, dass ein von der Laserquelle (8) erzeugter gepulster Laserstrahl auf die Grenzfläche zwischen optischem Fenster (2) und Verunreinigung leitbar ist, wobei der Lichtwellenleiter (4) die Sonde (3) mit der Auswerteeinrichtung (6) verbindet.Device for cleaning the surface of an arranged on a combustion chamber of an internal combustion engine optical window which is part of a measuring probe and by means of which the radiation of cyclic combustion processes detected in the combustion chamber and is supplied via an arranged on the measuring probe optical waveguide an evaluation, characterized in that the Probe ( 3 ) with the combustion chamber side optical window ( 2 ) via an optical waveguide ( 4 . 4.2 ; 4 . 14 ) with a laser source ( 8th ), that one of the laser source ( 8th ) generated pulsed laser beam on the interface between the optical window ( 2 ) and contamination, whereby the optical waveguide ( 4 ) the probe ( 3 ) with the evaluation device ( 6 ) connects. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtwellenleiter (4) über einen optischen Schalter (5) alternativ mit der Auswerteeinrichtung (6) oder mit dem mit der Laserquelle (8) in Verbindung stehenden Lichtwellenleiter (14) verbunden ist.Apparatus according to claim 15, characterized in that the optical waveguide ( 4 ) via an optical switch ( 5 ) alternatively with the evaluation device ( 6 ) or with the laser source ( 8th ) associated optical fibers ( 14 ) connected is. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Schalter (5) über eine von der Auswerteeinrichtung (6) angesteuerte Schaltstrecke (9) geschaltet ist.Device according to claim 16, characterized in that the optical switch ( 5 ) via one of the evaluation device ( 6 ) controlled switching path ( 9 ) is switched. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Lichtwellenleiter (4.2, 14) und der Laserquelle (8) eine Einkoppeloptik (7) zum Einkoppeln der Laserimpulsstrahlung in den Lichtwellenleiter (4.2, 14) angeordnet ist.Device according to one of claims 15 to 17, characterized in that between the optical waveguide ( 4.2 . 14 ) and the laser source ( 8th ) a coupling optics ( 7 ) for coupling the laser pulse radiation into the optical waveguide ( 4.2 . 14 ) is arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtwellenleiter (4) eine Einzelfaser (4), beispielsweise eine Stufenindexfaser, aufweist.Device according to one of claims 15 to 18, characterized in that the optical waveguide ( 4 ) a single fiber ( 4 ), for example a step index fiber. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtwellenleiter (4) aus einem mit einem Kunststoffmantel (13) versehenen Bündelfaserlichtleiter (12) und einer zentral angeordneten, von einem Kunststoffrohr (11) umhüllten, Einzelfaser (10) besteht und der Bündelfaserlichtleiter (12) als Lichtwellenleiter (4.1) zum Übertragen der aus dem Brennraum (1) erfassten Verbrennungsstrahlung mit der Auswerteeinrichtung (6) und die Einzelfaser (10) als Lichtwellenleiter (4.2) zur Übertragung des Laserimpulses mit der Einkoppeloptik (7) der Laserquelle (8) verbunden ist.Device according to one of claims 15 to 18, characterized in that the optical waveguide ( 4 ) of one with a plastic jacket ( 13 ) provided bundled fiber optic cables ( 12 ) and a centrally located, from a plastic tube ( 11 ), single fiber ( 10 ) and the bundle fiber optic cable ( 12 ) as optical waveguide ( 4.1 ) for transferring the from the combustion chamber ( 1 ) detected combustion radiation with the evaluation device ( 6 ) and the single fiber ( 10 ) as optical waveguide ( 4.2 ) for transmitting the laser pulse with the coupling optics ( 7 ) of the laser source ( 8th ) connected is. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Fenster (1) und die Sonde (3) aus einem die verwendete Laserstrahlung nicht absorbierendem Material, vorzugsweise Saphir (Al2O3) oder Quarzglas (SiO2), besteht.Device according to one of claims 15 to 20, characterized in that the optical window ( 1 ) and the probe ( 3 ) consists of a material which does not absorb the laser radiation used, preferably sapphire (Al 2 O 3 ) or quartz glass (SiO 2 ).
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