Spectroscopie d’Émission: Imagerie Spectrale
L’émission de flamme peut être analysée par imagerie spectrale, par spectroscopie d’émission. L’imagerie d’émission de flamme est une méthode intégrée sur une ligne comme l'absorption et explore électroniquement les espèces excitées par contraste avec la LIF qui explore les espèces à l’état stable.
L’imagerie 2D d’espèces de flamme est effectuée avec un ensemble de filtres montés devant l’objectif de la caméra ou en 1D utilisant un spectrographe pour la détection corrélée multi-espèces.
L’émission de flamme (chimiluminescence) de radicaux tels que OH*, CH*, C2* permet de visualiser la zone de réaction ou de surveiller la stœchiométrie de flamme via des rapports d’émission de ces radicaux. L’émission infrarouge met en évidence les principaux composants de flamme tels que le carburant non brûlé, le CO2 ou l’eau. La pyrométrie à 2 couleurs (radiation de corps noir) est utilisée pour mesurer les champs de température dans des flammes avec suie. L’analyse temporelle de flamme (scintillement de la flamme) est mesurée à l’aide d’informations statistiques depuis une série d’images de flamme. L’imagerie à haute cadence est utilisée pour la propagation de flamme et les mesures d’extinction.
Spectroscopie d’Absorption
La Spectroscopie d’Absorption est l’une des techniques les plus anciennes pour l’investigation non-intrusive des milieux gazeux. Cette technique est basée sur l’absorption de la radiation émise par une source de lumière bien définie spectralement sur son chemin vers le détecteur. La perte d’intensité de lumière est une mesure de la concentration du gaz absorbant à l’aide de la loi de Beer-Lambert. Plus il y a de molécules sur le trajet du faisceau, plus la lumière sera absorbée. Les capteurs LaVision basés sur l’absorption mesurent précisément la chute d’intensité lumineuse et calculent la concentration en molécules à partir de cette valeur. L’absorption est spécifique à la molécule étudiée et à la longueur d’onde de la lumière. Le choix de la longueur d’onde détermine le type de molécule détectée.
Il existe typiquement deux techniques différentes d’absorption : l’absorption large bande et la spectroscopie d’absorption par laser accordable. L’absorption large bande est utilisée pour les mesures de concentration de groupes fonctionnels de molécules telles que la mesure de concentration totale d’hydrocarbures (fuel) dans un cylindre moteur. Les cadences d’échantillonnage obtenues peuvent être très supérieures à celles obtenues avec des méthodes d’analyse de gaz conventionnelles. La Spectroscopie d’Absorption par Diode Laser Accordable (TDLAS) est très sensible et sélective pour la détection de plus petites particules telles que H2O, O2 ou CO2. Cette technique mesure la concentration des molécules, mais également la température et/ou la pression totale ambiante du milieu gazeux en utilisant une analyse spectrale sophistiquée.
