JPH0618337A - ガス温度計測方法 - Google Patents
ガス温度計測方法Info
- Publication number
- JPH0618337A JPH0618337A JP4176698A JP17669892A JPH0618337A JP H0618337 A JPH0618337 A JP H0618337A JP 4176698 A JP4176698 A JP 4176698A JP 17669892 A JP17669892 A JP 17669892A JP H0618337 A JPH0618337 A JP H0618337A
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- Japan
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- same
- gas temperature
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ＬＩＦを用いたガス温度計測方法において、既
存のレーザ光が有するエネルギー範囲内で広い温度、圧
力範囲での計測を可能とする。 【構成】測定場に存在する測定分子に励起される電子上
位回転準位が等しく、下位振動準位の異なる２本の吸収
線を選択し、これと同じ２つの波長のレーザ光を一定時
間間隔で照射し、照射時期に同期して測定場で発した蛍
光の強度を測定し、２つの蛍光強度の比をとることによ
り該測定場のガス温度を決定する。
存のレーザ光が有するエネルギー範囲内で広い温度、圧
力範囲での計測を可能とする。 【構成】測定場に存在する測定分子に励起される電子上
位回転準位が等しく、下位振動準位の異なる２本の吸収
線を選択し、これと同じ２つの波長のレーザ光を一定時
間間隔で照射し、照射時期に同期して測定場で発した蛍
光の強度を測定し、２つの蛍光強度の比をとることによ
り該測定場のガス温度を決定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ誘起蛍光法を用
いたガス温度計測方法に関する。
いたガス温度計測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ誘起蛍光法（以下「ＬＩＦ」と略
称する）におけるエネルギー準位間の遷移過程を図３に
示す。ＬＩＦでは入射光としてガス分子の電子エネルギ
ー差に対応するレーザ光の波長が選択され、入射光の吸
収によりガス分子は上位電子準位へと励起される。入射
光の吸収に続き、ガス分子は放射や衝突の過程を経て安
定した基底準位へと戻る。このときに観察される光が蛍
光である。
称する）におけるエネルギー準位間の遷移過程を図３に
示す。ＬＩＦでは入射光としてガス分子の電子エネルギ
ー差に対応するレーザ光の波長が選択され、入射光の吸
収によりガス分子は上位電子準位へと励起される。入射
光の吸収に続き、ガス分子は放射や衝突の過程を経て安
定した基底準位へと戻る。このときに観察される光が蛍
光である。
【０００３】一般的なＬＩＦを用いたガス温度計測の実
験装置の構成を図４に示す。同図（ａ）で励起用パルス
レーザ１より発したレーザ光をビームスプリッタ３ａで
分光し、２台の色素レーザ２ａ，２ｂをそれぞれ発振さ
れて異なる２本の波長のレーザ光として出力させる。２
本のレーザ光は、一定の時間間隔（数10μＳ）を設けて
発振された後、ビームスプリッタ３ｂにて同軸状に整合
され、さらにビームエキスパンダ４にてシート状にされ
て測定場に入射される。
験装置の構成を図４に示す。同図（ａ）で励起用パルス
レーザ１より発したレーザ光をビームスプリッタ３ａで
分光し、２台の色素レーザ２ａ，２ｂをそれぞれ発振さ
れて異なる２本の波長のレーザ光として出力させる。２
本のレーザ光は、一定の時間間隔（数10μＳ）を設けて
発振された後、ビームスプリッタ３ｂにて同軸状に整合
され、さらにビームエキスパンダ４にてシート状にされ
て測定場に入射される。
【０００４】それぞれのレーザ光より誘起される蛍光
は、図４（ｂ）に示すようにそれぞれレンズ５ａ，５ｂ
で集光され、ＣＣＤカメラ６ａ，６ｂで撮像、計測され
る。このとき、色素レーザ２ａからＣＣＤカメラ６ａ
へ、色素レーザ２ｂからＣＣＤカメラ６ｂへレーザの発
振と撮像の同期をとるためのライン７ａ，７ｂが配設さ
れるので、ＣＣＤカメラ６ａ，６ｂで計測された蛍光強
度の比を求めることにより、測定場でのガス温度が決定
される。
は、図４（ｂ）に示すようにそれぞれレンズ５ａ，５ｂ
で集光され、ＣＣＤカメラ６ａ，６ｂで撮像、計測され
る。このとき、色素レーザ２ａからＣＣＤカメラ６ａ
へ、色素レーザ２ｂからＣＣＤカメラ６ｂへレーザの発
振と撮像の同期をとるためのライン７ａ，７ｂが配設さ
れるので、ＣＣＤカメラ６ａ，６ｂで計測された蛍光強
度の比を求めることにより、測定場でのガス温度が決定
される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな実験装置にあっては、約０．１気圧以下の低圧力場
でのみしか適用することができないという条件がある。
これはすなわち、ＬＩＦにおける衝突過程が無放射過程
であるために、ＬＩＦを用いて温度計測を行なうために
はこの衝突による過程を定量的に見積もる必要がある
が、この過程は測定場に存在する化学種濃度に依存する
ため、一般に衝突の定量的計測は困難であるためであ
る。
うな実験装置にあっては、約０．１気圧以下の低圧力場
でのみしか適用することができないという条件がある。
これはすなわち、ＬＩＦにおける衝突過程が無放射過程
であるために、ＬＩＦを用いて温度計測を行なうために
はこの衝突による過程を定量的に見積もる必要がある
が、この過程は測定場に存在する化学種濃度に依存する
ため、一般に衝突の定量的計測は困難であるためであ
る。
【０００６】また、衝突の影響を取り除く計測方法とし
て飽和蛍光法が存在するが、非常に高いエネルギーを有
するレーザ光が必要となり、実用的ではない。それゆ
え、従来の技術では広い温度、圧力範囲におけるガス温
度を計測することは不可能であった。
て飽和蛍光法が存在するが、非常に高いエネルギーを有
するレーザ光が必要となり、実用的ではない。それゆ
え、従来の技術では広い温度、圧力範囲におけるガス温
度を計測することは不可能であった。
【０００７】本発明は上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、既存のレーザ光が
有するエネルギー範囲内で衝突の影響を受けずに広い温
度、圧力範囲で計測可能なガス温度計測方法を提供する
ことにある。
たもので、その目的とするところは、既存のレーザ光が
有するエネルギー範囲内で衝突の影響を受けずに広い温
度、圧力範囲で計測可能なガス温度計測方法を提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】すなわち本発明
は、ＬＩＦを用いたガス温度計測方法であって、測定場
に存在する測定分子に励起される電子上位回転準位が等
しく、下位振動準位の異なる２本の吸収線を選択し、こ
れと同じ２つの波長のレーザ光を一定時間間隔で照射
し、照射時期に同期して測定場で発した蛍光の強度を測
定し、２つの蛍光強度の比をとることにより該測定場の
ガス温度を決定するようにしたもので、上位電子回転準
位が等しいためにそれぞれの蛍光線における衝突の効果
は同一となり、結果として相対的に衝突の影響を取り除
いて既存のレーザ光が有するエネルギー範囲内でも衝突
の影響を受けずに広い温度、圧力範囲で計測が可能とな
る。
は、ＬＩＦを用いたガス温度計測方法であって、測定場
に存在する測定分子に励起される電子上位回転準位が等
しく、下位振動準位の異なる２本の吸収線を選択し、こ
れと同じ２つの波長のレーザ光を一定時間間隔で照射
し、照射時期に同期して測定場で発した蛍光の強度を測
定し、２つの蛍光強度の比をとることにより該測定場の
ガス温度を決定するようにしたもので、上位電子回転準
位が等しいためにそれぞれの蛍光線における衝突の効果
は同一となり、結果として相対的に衝突の影響を取り除
いて既存のレーザ光が有するエネルギー範囲内でも衝突
の影響を受けずに広い温度、圧力範囲で計測が可能とな
る。
【０００９】
【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例を説明
する。実験装置の構成自体については上記図４で示した
ものと基本的に同一であるので、同一部分には同一符号
を付してその説明は省略する。
する。実験装置の構成自体については上記図４で示した
ものと基本的に同一であるので、同一部分には同一符号
を付してその説明は省略する。
【００１０】しかるに図１はそのレーザ誘起過程を示す
もので、測定場に存在する測定ガス分子に励起された電
子上位回転準位が等しく、下位振動準位の異なる２本の
吸収線、例えば０Ｈでは３０８．９７ｎｍと３１４．６
９ｎｍを選択する。そして、選択した２本の吸収線と同
じ２つの波長のレーザ光を一定時間間隔で測定場に照射
し、照射時期に同期して測定場で発した蛍光の強度を測
定する。
もので、測定場に存在する測定ガス分子に励起された電
子上位回転準位が等しく、下位振動準位の異なる２本の
吸収線、例えば０Ｈでは３０８．９７ｎｍと３１４．６
９ｎｍを選択する。そして、選択した２本の吸収線と同
じ２つの波長のレーザ光を一定時間間隔で測定場に照射
し、照射時期に同期して測定場で発した蛍光の強度を測
定する。
【００１１】このようにすることで、上位電子回転準位
が等しいためにそれぞれの蛍光線における衝突の効果は
同一となり、これはすなわち蛍光を発する割当てが等し
くなるということなので、結果として相対的に衝突の影
響を取り除かれたこととなる。したがって、測定した２
つの蛍光強度の比をとることにより該測定場のガス温度
を決定すれば、既存のレーザ光が有するエネルギー範囲
内でも衝突の影響を受けずに広い温度、圧力範囲で計測
が可能となるものである。
が等しいためにそれぞれの蛍光線における衝突の効果は
同一となり、これはすなわち蛍光を発する割当てが等し
くなるということなので、結果として相対的に衝突の影
響を取り除かれたこととなる。したがって、測定した２
つの蛍光強度の比をとることにより該測定場のガス温度
を決定すれば、既存のレーザ光が有するエネルギー範囲
内でも衝突の影響を受けずに広い温度、圧力範囲で計測
が可能となるものである。
【００１２】また、異なる下位振動準位を使用している
ため、励起する２つの下位振動準位のエネルギー差を大
きくすることが可能となり、高精度での温度計測が可能
となる。
ため、励起する２つの下位振動準位のエネルギー差を大
きくすることが可能となり、高精度での温度計測が可能
となる。
【００１３】図２は蛍光強度の比と温度の関係を示すも
ので、第１のレーザ光による蛍光強度Ａと第２のレーザ
光による蛍光強度Ｂの比「Ｂ／Ａ」には温度依存性が存
在し、この強度比「Ｂ／Ａ」により温度が決定されるこ
ととなるものである。
ので、第１のレーザ光による蛍光強度Ａと第２のレーザ
光による蛍光強度Ｂの比「Ｂ／Ａ」には温度依存性が存
在し、この強度比「Ｂ／Ａ」により温度が決定されるこ
ととなるものである。
【００１４】上記のような方法をとることにより、原理
的に圧力の影響を受けないため、高圧場での温度計測も
可能となるため、従来では不可能であったバーナ、エン
ジン筒内、ＣＶＤ装置内等の温度を点、面で計測するこ
とができる。
的に圧力の影響を受けないため、高圧場での温度計測も
可能となるため、従来では不可能であったバーナ、エン
ジン筒内、ＣＶＤ装置内等の温度を点、面で計測するこ
とができる。
【００１５】
【発明の効果】以上に述べた如く本発明によれば、ＬＩ
Ｆを用いたガス温度計測方法であって、測定場に存在す
る測定分子に励起される電子上位回転準位が等しく、下
位振動準位の異なる２本の吸収線を選択し、これと同じ
２つの波長のレーザ光を一定時間間隔で照射し、照射時
期に同期して測定場で発した蛍光の強度を測定し、２つ
の蛍光強度の比をとることにより該測定場のガス温度を
決定するようにしたので、上位電子回転準位が等しいた
めにそれぞれの蛍光線における衝突の効果は同一とな
り、結果として相対的に衝突の影響を取り除いて既存の
レーザ光が有するエネルギー範囲内でも衝突の影響を受
けずに広い温度、圧力範囲で計測が可能なガス温度計測
方法を提供することができる。
Ｆを用いたガス温度計測方法であって、測定場に存在す
る測定分子に励起される電子上位回転準位が等しく、下
位振動準位の異なる２本の吸収線を選択し、これと同じ
２つの波長のレーザ光を一定時間間隔で照射し、照射時
期に同期して測定場で発した蛍光の強度を測定し、２つ
の蛍光強度の比をとることにより該測定場のガス温度を
決定するようにしたので、上位電子回転準位が等しいた
めにそれぞれの蛍光線における衝突の効果は同一とな
り、結果として相対的に衝突の影響を取り除いて既存の
レーザ光が有するエネルギー範囲内でも衝突の影響を受
けずに広い温度、圧力範囲で計測が可能なガス温度計測
方法を提供することができる。
【図１】本発明の一実施例に係るレーザ誘起過程を示す
図。
図。
【図２】同実施例に係る蛍光強度の比と温度の関係を示
す図。
す図。
【図３】従来のＬＩＦを用いたガス温度計測方法を示す
図。
図。
【図４】従来のＬＩＦを用いたガス温度計測の実験装置
構成を示す図。
構成を示す図。
１…励起用パルスレーザ、２ａ，２ｂ…色素レーザ、３
ａ，３ｂ…ビームスプリッタ、４…ビームエキスパン
ダ、５ａ，５ｂ…レンズ、６ａ，６ｂ…ＣＣＤカメラ。
ａ，３ｂ…ビームスプリッタ、４…ビームエキスパン
ダ、５ａ，５ｂ…レンズ、６ａ，６ｂ…ＣＣＤカメラ。
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザ誘起蛍光法（ＬＩＦ）を用いたガ
ス温度計測方法であって、測定場に存在する測定分子の
励起される電子上位回転準位が等しく、下位振動準位の
異なる２本の吸収線を選択し、これと同じ２つの波長の
レーザ光を一定時間間隔で照射し、照射時期に同期して
測定場で発した蛍光の強度を測定し、２つの蛍光強度の
比をとることにより該測定場のガス温度を決定すること
を特徴としたガス温度計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4176698A JP2994859B2 (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | ガス温度計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4176698A JP2994859B2 (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | ガス温度計測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0618337A true JPH0618337A (ja) | 1994-01-25 |
| JP2994859B2 JP2994859B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=16018181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4176698A Expired - Lifetime JP2994859B2 (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | ガス温度計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2994859B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011107094A (ja) * | 2009-11-20 | 2011-06-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 配管中のガス成分計測装置及び排ガス成分計測用煙道 |
| CN108151906A (zh) * | 2016-12-02 | 2018-06-12 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种多吸收谱线测量气体温度的方法 |
-
1992
- 1992-07-03 JP JP4176698A patent/JP2994859B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011107094A (ja) * | 2009-11-20 | 2011-06-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 配管中のガス成分計測装置及び排ガス成分計測用煙道 |
| CN108151906A (zh) * | 2016-12-02 | 2018-06-12 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种多吸收谱线测量气体温度的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2994859B2 (ja) | 1999-12-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990921 |
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