Surface temperature measurements in a porous media burner using a new laser-induced phosphorescence technique

AuszugDie Arbeit beschreibt die Nutzung einer neuartigen Messtechnik auf Basis der laserinduzierten Phosphoreszenz zur Bestimmung der Oberflächentemperatur in einem Porenbrenner. Das verwendete phosphoreszierende Material Dy: Er: YAG zeigt zwei temperatursensitive Bereiche im Phosphoreszenzspektrum, welche über eine Verhältnisbildung für eine Temperaturkalibrierung in einem bis auf 2073 K aufge-heizten Ofen genutzt werden können. Drei verschiedene Intensitätsverhältnisse (IR) wurden hinsichtlich Sensitivität und Genauigkeit getestet. Zur Messung von Feststoff-temperaturen wird der Phosphor mit Hilfe eines temperaturbeständigen Bindemittels auf den Feststoff aufgebracht, wobei in den Kalibriermessungen die Phosphor-Bindemittel-Mischung mit dem höchsten Anteil Bindemittel (12,5%) die besten Ergebnisse hervorbrachte. Mit dieser Mischung wurde die Frontfläche eines Porenbrenners, der mit einer thermischen Last von 1000 und 2000 W mit Äquivalenz-verhältnissen von 0,7 und 0,8 betrieben wurde, an sieben unterschiedlichen Positionen beschichtet. In einem Vergleich mit zwei anderen IR-Methoden zeigte das neue Verfahren seine Vorteile auf mit einer erzielbaren Messgenauigkeit von etwa 5%. Die durchgeführten Untersuchungen belegen, dass mit dieser neuen Technik Messungen der Oberflächentemperatur in einem Porenbrenner bis zu 1320 K und generell Hochtemperaturmessungen mit hoher Genauigkeit bis zu 1700 K möglich sind.