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流体力学および燃焼診断用カメラ

Andorのインテンシファイア付sCMOS、EMCCD、およびsCMOSカメラのポートフォリオは、流体、流量、および燃焼診断の「ホームビルダー」研究コミュニティに各種の高感度高速検出ソリューションを提供します。これらの検出器は、特に反応性および非反応性の流れ、噴流、および火炎分野で以下のような分析技術を用いたアプリケーションに役立ちます。

  • 平面レーザ誘起蛍光法 (PLIF)
  • 化学発光
  • 粒子画像化速度計測法 (PIV)
  • コヒーレントアンチストークスラマン分光法 (CARS)
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ニーズに合わせた検出ソリューション

Andor高感度カメラとモジュール式分光器は、各種のイメージングおよび分光セットアップにシームレスに統合するための包括的な範囲の光学機械インタフェース、トリガー、および画像取得セットアップオプションを提供します。

iStar sCMOS

iStar sCMOS

  • 50フレーム/秒(5.5 MPセンサー)、ROIを使用すると最大4 kHz fps
  • < 2 nsの時間分解能
  • 広ダイナミックレンジ
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Zyla sCMOS

Zyla sCMOS

  • 100フレーム/秒(5.5 MPセンサー)、ROIを使用すると最大4 kHz fps
  • 300 ns以下のデュアル画像フレーム間時間
  • 33,000:1のダイナミックレンジ
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Kymera

Kymera, Newton & iXon

  • 高感度
  • 数kHzのスペクトルレート
  • 高スループットと高スペクトル分解能
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テクノロジーとアプリケーション

PLIFと化学発光

PLIFは、以下のようなNa、OH、NO、O2、CH、CO、アセトンなどの粒子の濃度やモル分率、局部温度、速度、および圧力の測定に使用されます。

  • 火炎と燃焼器向けのOHおよびCOの識別イメージング
  • ガス噴射のNOx生成のNOイメージング
  • 燃料と空気の混合物向けのアセトンのイメージング
  • 火炎および超音速/極超音速流の温度イメージング

化学発光は、火炎の研究に使用されるもう1つの手法です。(LIFやPLIFなどのレーザ励起に対して)化学的に励起されるOH*などの粒子やラジカルのイメージングがベースとなります。光学エンジン診断など、PLIFの利用がテクノロジー的に難しいまたは費用がかかりすぎる場面で役立ちます。

粒子画像化速度計測法

2D-PIVは、流体で流れ場と乱流力学の特性を評価します。解析対象の流体や流れに加えられる粒子のシーディングにより散乱する光のイメージングが利用されます。

2D-PIVは、コンビネーションデュアルパルスレーザとフレーム間が極めて短いデュアルイメージング(sCMOSやゲートsCMOSなど)を実行できる正確に同期される検出器を使用し、単一面で対象特性の2つの速度成分を同時に特定します。バリエーションには次のようなものがあります。

  • ステレオPIV - 2台のカメラを使用して、同じ関心領域の軸外視野を同時に記録し、シーディングされた粒子の面外運動を特定します。
  • トモグラフィPIV - 解析対象の流量の周りに配置された通常4台のカメラにより流動構造を3次元で視覚化します。

CMOSまたはsCMOSカメラはPIVに最適な検出器ですが、iStar sCMOSなどのゲート強化カメラは超音速流をよりよく撮影(「固定」)し、強い不要なバックグラウンドノイズをさらに除去して弱い信号を強化するために使用できます。

コヒーレントアンチストークスラマン分光法

(回転)CARSは、非線形分光法テクノロジーであり、化学種識別、粒子濃度測定をはじめとする燃焼診断に使用されるだけでなく、燃焼エンジンおよび火炎で非侵襲的マップ温度も提供します。

CARS信号は本質的に弱く、数キロヘルツの取得レートが必要なため、CARS温度測定には電子増倍EMCCDを推奨します。

お客様による公表文献

著者 タイトル
Skiba et al Premixed flames subjected to extreme levels of turbulence part I: Flame structure and a new measured regime diagram 2017
Ceglia et al  Experimental investigation on the three-dimensional organization of the flow structures in precessing jets by tomographic PIV 2017
Payri et al The effect of nozzle geometry over ignition delay and flame lift-off of reacting direct-injection sprays for three different fuels  2017
Thomas et al Femtosecond Chirped-Probe-Pulse Coherent Anti-Stokes Raman Scattering Thermometry of Nitrogen in a Piloted Spray Burner  2017
Retter et al Spatially correlated temperature, oxygen, and fuel measurements in a plasma-assisted hydrogen diffusion flame by one-dimensional fs/ps rotational CARS imaging 2017
Courtney et al Pure-rotational H2 thermometry by ultrabroadband coherent anti-stokes Raman spectroscopy 2017
Li et al Micro-PIV Measurements of Multiphase Flow of Water and Liquid/Supercritical CO2 in 2D Heterogeneous Porous Micromodels  2016
Richardson et al Comparison of Chirped-Probe-Pulse Femtosecond and Hybrid Femtosecond/Picosecond CARS for Gas Phase Thermometry  2016
Ehn et al Investigations of microwave stimulation of a turbulent low-swirl flame  2016
Pastor et al  An experimental study of the effects of fuel properties on reactive spray evolution using Primary Reference Fuels 2016
Hossain et al A Detailed Experimental and Numerical Investigation of Flow Physics in a Single Row Narrow Impingement Channel Using PIV, LES and RANS 2016
Smolke et al Experimental and numerical studies of fuel and hydrodynamic effects on piloted turbulent premixed jet flames 2016
Kearney et al Hybrid fs/ps Rotational CARS Temperature and Oxygen Measurements and Soot LII Measurements in a Turbulent C2H4-Fueled Jet Flame 2016
Okuyama et al Flame Visualization and Mechanism of Fast Flame Propagation through a Meso-scale Packed Porous Bed in a High-pressure Environment temperature profile 2015