Gäller för: 2024/25
Fakultet: Lunds tekniska högskola
Beslutad av: Programledning F/Pi
Beslutsdatum: 2024-04-15
Ikraftträdande: 2024-05-08
Fördjupning: Avancerad nivå, kurs/er som inte kan klassificeras
Valfri för: F4, F4-f, MFOT1
Undervisningsspråk: Kursen ges på begäran på engelska
Kursen syftar till att ge en grundläggande fysikalisk förståelse för laserdiagnostiska teknikers möjlighet att beröringsfritt mäta parametrar som t.ex. temperatur och ämneskoncentrationer under svåra förhållanden, som t.ex. i reagerande flöden, energiomvandlingsprocesser, plasma och katalys. Centrala inslag i kursen är därmed växelverkan mellan strålning och materia, lasrar och deras egenskaper, optik, optisk mätteknik, molekylfysik, och förbränning. Den unika information som med hjälp av laserdiagnostik erhålls experimentellt, kan tillsammans med avancerad modellering leda till en detaljerad kunskap inom områden relevanta för industrin och transportsektorn. Typiska områden kan vara högtemperaturkemi och användning av förnyelsebara bränslen. Sådan förståelse är viktig för att kunna öka verkningsgraden samt åstadkomma lägre koncentrationer av föroreningar. Detta är av stor vikt med tanke på att energifrigörelse genom förbränning står för mer än 90% av världens energiförsörjning. Även efter övergången till förnyelsebar energi, kommer förbränning för omvandling av kemisk energi till värme att vara ett centralt vertyg i energisystemet.
Kunskap och förståelse
För godkänd kurs skall studenten
Färdighet och förmåga
För godkänd kurs skall studenten
I den inledande delen av kursen presenteras och diskuteras ämnen som för studenter med olika bakgrund kan innebära olika grad av fördjupning och repetition. De områden som behandlas är atom- och molekylspektroskopi, förbränning och experimentell utrustning (lasrars egenskaper, lasertyper, optik, detektorer, optisk signaluppsamling). Jämförelse görs mellan probmätmetoder och optiska mätmetoder. Därefter följer en detaljerad genomgång av de lasertekniker som är de mest centrala för studier i tillämpade applikationer. Dessa är framförallt Rayleighspridning, Ramanspridning, laserinducerad incandescens (LII), laserinducerad fluorescens (LIF), coherent anti-Stokes Ramanspridning (CARS), particle-image velocimetry (PIV) och termografiska fosforer. Teknikerna diskuteras utifrån sin fysikaliska bakgrund och den analys av mätdata som sker för att bestämma relevanta parametrar som temperaturer, ämneskoncentrationer, partikelstorheter (t.ex. storlekar) och hastigheter. Stor vikt läggs vid att analysera möjligheter och begränsningar för metoderna.
De vetenskapliga artiklar som studenterna ska bearbeta i projektet ska befinna sig nära forskningsfronten och belysa utvidgningar av de redan presenterade teknikerna. Orientering sker också om nya tekniker som utvecklas inom forskningsfältet. Under kursens gång sker regelbundna besök i avdelningens laboratorier för demonstration av kursavsnitten.
Laborationer sker på laserinducerad incandescens och laserinducerad fluorescens. Laborationen i laserinducerad incandescens behandlar mätning av sotvolymfraktion i reagerande flöden, och laborationen i laserinducerad fluorescens berör tvådimensionell visualisering av radikaler i gasfas, framförallt OH (hydroxylradikalen). Båda laborationerna är relativt studentcentrerade där laboranterna själva står för en stor del av uppbyggnad och linjering/optimering av experimentuppställningen.
Betygsskala: TH - (U, 3, 4, 5) - (Underkänd, Tre, Fyra, Fem)
Prestationsbedömning: För att bli godkänd på kursen måste godkänt resultat erhållits på skriftlig tentamen, laborationer och projekt. Betyget erhålls genom tentamensresultat. Tentamen, oftast skriftlig, består huvudsakligen av uppgifter av övergripande karaktär där studentens förmåga att skapa syntes av kursmaterialet testas. Föreståelse är viktigare än utantill-kunskap. De två laborationerna sammanfattas var för sig i en teknisk rapport som skrivs enskilt eller i grupp om två. Bedömningen görs från förberedelseuppgifter, engagemang under laborationen, och den skriftliga rapporten. Valfria inlämningsuppgifter behandlas under kursens gång. Studenten tillgodogör sig oftast kursinnehållet på ett bättre sätt då han/hon löser dessa uppgifter. Projektet består av analys av en vetenskaplig artikel som sammanfattas och presenteras muntligt inför kursgruppen. Omtentamen sker i samråd med kursansvarig lärare och är normalt en skriftlig tentamen som i direkt anslutning följs upp av en muntlig tentamen där frågeställningarna från den skriftliga tentamen fördjupas.
Om så krävs för att en student med varaktig funktionsnedsättning ska ges ett likvärdigt examinationsalternativ jämfört med en student utan funktionsnedsättning, så kan examinator efter samråd med universitetets avdelning för pedagogiskt stöd fatta beslut om alternativ examinationsform för berörd student.
Moduler
Kod: 0119. Benämning: Laserbaserad diagnostik.
Antal högskolepoäng: 7.5. Betygsskala: TH - (U, 3, 4, 5).
Begränsat antal platser: Nej
Kursen överlappar följande kurser:
FBR024
FBRN01
Kursansvarig: Johan Zetterberg,
johan.zetterberg@forbrf.lth.se
Hemsida: https://www.forbrf.lth.se