Frankfurt 2006 – wissenschaftliches Programm

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Q: Quantenoptik und Photonik

Q 72: Poster Laserspektroskopie

Q 72.10: Poster

Donnerstag, 16. März 2006, 16:30–18:30, Labsaal

MIR-Lasersensor für die aktive Prozesskontrolle in Glasschmelzöfen — •Claus Romano¹, Peter Geiser¹, Sandra Börner¹, Maria Ostafin², Joachim Deubener² und Wolfgang Schade¹ — ¹Institut für Physik und Physikalische Technologien, TU Clausthal, 38678 Clausthal — ²Institut für Nichtmetallische Werkstoffe, TU Clausthal, 38678 Clausthal

Zur Optimierung industrieller Verbrennungsprozesse in Glasschmelzöfen ist eine Bestimmung der beim Verbrennungsprozess entstehenden, relevanten Gase in Echtzeit für eine aktive Regelung von großer Bedeutung. Konventionelle Systeme beruhen auf volumetrischen Messungen, welche eine Probenentnahme erfordern oder sie sind räumlich an die Brennkammer gebunden. Letztere haben aufgrund der langen Absorptionsstrecke den Vorteil einer hohen Sensitivität. Allerdings erlauben solche Systeme keine Aussage über die Gasverteilung. Durch die Kombination von zwei DFB-Laserdioden (λ=1,57µm und λ=2,33µm) und einem Quantenkaskadenlaser (λ=5,3µm) in Verbindung mit einem Evaneszenzfeldsensor (l_abs=10m) bzw. einem Prismensensor (l_abs=10cm) ist es möglich, die Konzentration der Gase CO, CO₂ und NO ortsaufgelöst während des Verbrennungsprozesses messen zu können. Die Sensoren arbeiten nach dem Prinzip der frustrierten Totalreflexion bzw. der Absorptionsspektroskopie. Über Chalcogenitfasern wird das Laserlicht den Sensoren zugeführt. Die Fasern werden durch eine gekühlte Lanze vor der Temperatur (max. 1500^∘C) im Ofen geschützt. Als Sensormaterialien kommen Saphir, Magnesiumoxid und Quarz zum Einsatz.