Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference (한국에너지공학회:학술대회논문집)

The Korean Society for Energy (한국에너지학회)
권호 표지

Fuel Concentration Measurements by Laser Rayleigh Scattering

레이저 Rayleigh 산란을 이용한 연료농도의 계측

  • Kwon, Soon-Tae (Graduate School of Energy & Environment, Seoul National University of Technology) ;
  • Kim, Hyeong-Sig (Graduate School of Energy & Environment, Seoul National University of Technology) ;
  • Lee, Jae-Won (Graduate School of Energy & Environment, Seoul National University of Technology) ;
  • Park, Chan-Jun (Department of Mechanical Engineering, Seoul National University of Technology) ;
  • Ohm, In-Young (Department of Mechanical Engineering, Seoul National University of Technology)
  • 권순태 (서울산업대학교 에너지환경 대학원) ;
  • 김형식 (서울산업대학교 에너지환경 대학원) ;
  • 이재원 (서울산업대학교 에너지환경 대학원) ;
  • 박찬준 (서울산업대학교 기계공학과) ;
  • 엄인용 (서울산업대학교 기계공학과)
  • Published : 2008.04.10
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Abstract

In this study, a system to measure continuously the fuel concentration in a steady flow rig on the basis of Rayleigh scattering is presented. The system can be employed to measure both the temporal and the spatial distribution. Also, it is possible to calibrate the system for the measurement of accurate absolute concentration. Firstly, the system was tested at a calibration chamber for the determination of scattering cross section from propane, butane, acetylene, Freon-12 and Genetron 143a. After this, the system was adapted to a steady flow rig to measure the temporal and spatial fuel concentration. The rig is composed of cylinder head, intake manifold, injector, and transparent cylinder which can simulate internal combustion engine. To cope with the problem of Mie scattering interference, a software filter was developed, which is based on the rise time and the time constant of the photomultiplier-amplifier system. The results show that LRS can provide useful informations about concentration field and the software filter is very effective method to remove Mie interference.

본 연구는 정상 상태의 유동에서 Rayleigh 산란을 이용하여 연료의 농도를 측정하는 방법에 대해 것이다. 실험 장치는 연료의 농도 변화를 시간적, 공간적으로 측정함과 동시에 정확한 농도 측정을 위한 보정도 가능하도록 구성하였다. 실험 장치를 우선 보정 용기에 적용하여 프로판, 부탄, 아세틸렌, 프레온 가스의 산란단면적을 구하였다. 이후 내연기관을 상사한 실린더 헤드, 인젝터, 흡기매니폴드, 투명 실린더로 구성된 정상유동 장치를 구성하여 분사된 연료의 시간적, 공간적 농도 변화를 측정하였다. Mie산란의 간섭을 제거하기 위하여, 산란 신호의 상승 기간과 증배관-앰프의 시정수에 바탕을 둔 소프트웨어 필터를 개발하여 적용하였다. 실험 결과 LRS는 연료 농도 계측에 매우 유용하게 이용될 수 있고 소트프웨어 필터는 Mie 간섭을 효과적으로 제거할 수 있음을 확인하였다.

Keywords