Dissertations / Theses: 'Laser tracer'

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Stránský, Miroslav. "Návrh a testování metody kruhové interpolace pro velké CNC stroje mobilními souřadnicovými přístroji." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, 2016. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-254282.

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Abstract:

Diploma thesis offers a new approach to the measuring of circular interpolation applicable for measurement of large machine tools. In the thesis is proposed mathematical procedure of evaluation of this method, together with filtration of outlier measurements. Furthermore, there are designed and performed two experiments and in the conclusion of the thesis is composed methodology of measuring, which is using the proposed methodology of evaluation.

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Ojo, Anthony Oladeji. "A new laser-based technique for simultaneous time-resolved point measurements of flow temperature and velocity using thermographic phosphor tracer particles." Thesis, Imperial College London, 2017. http://hdl.handle.net/10044/1/62813.

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Abstract:

Turbulent flows involving heat transfer or chemical reactions are important processes in the operation of numerous devices such as engines, and heating and cooling systems. Laser-based measurements of flow temperature and velocity have aided our understanding of the underlying flow physics in such processes. Recently, micron-size thermographic phosphor tracer particles, which are solid materials with temperature-dependent luminescence properties, have been exploited for simultaneous temperature and velocity imaging. However, the measurement strategy, which requires pulsed lasers to illuminate and excite the particles, is typically implemented at low temporal (~10 Hz) and spatial resolutions (>400 μm). Also, it is difficult to implement the technique for near-wall measurements or where limited optical access is required. In this dissertation, an alternative and complementary single-point measurement technique is presented, also based on thermographic phosphor particles. Here, particles seeded in a flow are probed individually when crossing a probe volume formed using continuous wave (CW) lasers. Using photomultiplier tubes to detect the scattering and luminescence signals from the same particle, velocimetry and thermometry are performed simultaneously, at sampling rates up to kHz’s and spatial resolution of 150 μm using a combined laser Doppler velocimetry and phosphor thermometry technique. The development of this measurement technique, based on the two-colour ratio strategy in phosphor thermometry is first described. The technique is demonstrated, using the phosphor BaAl10Mg17:Eu2+, in a heated jet from 293 - 670 K with temperature precision of 4-8%, and accuracy better than 2%. The utility of the technique is further demonstrated for near-wall measurement with accurate measurements performed as close as 200 μm from a heated surface. Another temperature evaluation strategy, which exploits the temperature dependence of the luminescence lifetime, by probing the phase-shifted luminescence from the same phosphor particles when using a modulated excitation source, is also described. The concept is demonstrated in a heated jet above 600 K, with a measurement precision as high as 1% obtained at 840 K. A discussion on applications and future developments of the concept of the ‘thermographic laser Doppler velocimetry’ is also provided.

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Revi, Frank. "Measurement of two-dimensional concentration fields of a glycol-based tracer aerosol using laser light sheet illumination and microcomputer video image acquisition and processing." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 1992. http://hdl.handle.net/1721.1/69291.

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Abstract:

Thesis (M.S.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Architecture, 1992.
Includes bibliographical references (leaves 48-49).
The use of a tracer aerosol with a bulk density close to that of air is a convenient way to study the dispersal of pollutants in ambient room air flow. Conventional point measurement techniques do not permit the rapid and accurate determination of the concentration fields produced by the injection of such a tracer into a volume of air. An instantaneous two dimensional distribution would aid in the characterization of flow and diffusion processes in the volume studied, and permit verification of theoretical models. A method is developed to measure such two dimensional concentration fields using a laser light sheet to illuminate the plane of interest, which is captured and processed using current microcomputer-based video image acquisition and analysis technology. Point concentrations, determined optically using extinction of monochromatic illumination projected through the aerosol onto a photo detector, are used to calibrate the captured video linages to detennine actual concentration values. Accuracy, reproducibility, and maximum rate of data acquisition are evaluated by means of theoretical models of ambient air flow in a sealed box with pointinjection of the tracer, and in a duct of circular cross section with constant air velocity under both constant and pulsed injection scenarios.
by Frank Revi.
M.S.

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Kaňa, Roman. "Pracovní přesnost obráběcího stroje MCV 754." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, 2015. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-231952.

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Abstract:

Bc. Roman Kaňa Working accuracy machine MCV 754 Main aim of this diploma thesis is to find out the influence of volumetric compensations to working accuracy. This thesis consists of detail description of measuring with the aid of Ballbar and Laser Tracer, error compensation of the machine and also designing, machining and measuring of the control work-piece. According to results there is also evaluation of volumetric compensation benefits leading to increasing the working accuracy of measured machine.

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Alengry, Jonathan. "Etude expérimentale et modélisation de la longueur de bon mélange. Application à la représentativité des points de prélèvement en conduit." Thesis, Aix-Marseille, 2014. http://www.theses.fr/2014AIXM4308/document.

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Abstract:

La surveillance des rejets gazeux des installations nucléaires dans l'environnement et de contrôle des dispositifs d'épuration reposent sur des mesures régulières de concentrations des contaminants en sortie de cheminées et dans les réseaux de ventilation. La répartition de la concentration peut être hétérogène au niveau du point de mesure si la distance d'établissement du mélange est insuffisante. La question se pose sur l'évaluation du positionnement des points de piquage et sur l'erreur commise par rapport à la concentration homogène en cas de non-respect de cette distance. Cette étude définit cette longueur dite de « bon mélange » à partir d'expériences menées en laboratoire. Le banc dimensionné pour ces essais a permis de reproduire des écoulements dans des conduits longs circulaire et rectangulaire, comprenant chacun un coude. Une technique de mesure optique a été développée, calibrée puis utilisée pour mesurer la distribution de la concentration d'un traceur injecté dans l'écoulement. Les résultats expérimentaux en conduit cylindrique ont validé un modèle analytique basé sur l'équation de convection-diffusion d'un traceur, et ont permis de proposer des modèles de longueur de bon mélange et de représentativité de points de prélèvement. Dans le conduit à section rectangulaire, les mesures acquises constituent une première base de données sur l'évolution de l'homogénéisation d'un traceur, dans la perspective de simulations numériques explorant des conditions plus réalistes des mesures in situ
Monitoring of gaseous releases from nuclear installations in the environment and air cleaning efficiency measurement are based on regular measurements of concentrations of contaminants in outlet chimneys and ventilation systems. The concentration distribution may be heterogeneous at the measuring point if the distance setting of the mixing is not sufficient. The question is about the set up of the measuring point in duct and the error compared to the homogeneous concentration in case of non-compliance with this distance. This study defines the so-called "well mixing length" from laboratory experiments. The bench designed for these tests allowed to reproduce flows in long circular and rectangular ducts, each including a bend. An optical measurement technique has been developed, calibrated and used to measure the concentration distribution of a tracer injected in the flow. The experimental results in cylindrical duct have validated an analytical model based on the convection-diffusion equation of a tracer, and allowed to propose models of good mixing length and representativeness of sampling points. In rectangular duct, the acquired measures constitute a first database on the evolution of the homogenization of a tracer, in the perspective of numerical simulations exploring more realistic conditions for measurements in situ

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Andrýsek, Jakub. "Nasazení pokročilých kompenzací na stroji MCV 754 QUICK." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, 2017. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-319258.

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Abstract:

This work is focused on the software compensation of the geometric and volumetric errors. In the thesis there are descripted the measuring instruments suitable for measuring geometric and volumetric errors of the machine tool. In addition, there are described control systems and selected software compensations currently used in the machine tools. In the experimental part of the thesis there is briefly described the machining machine where the experiment was performed. Detailed procedures for using the used measuring instruments are also described. The aim of this thesis is to determine the influence of the size of the compensated volume on the geometric and volumetric precision of the machine tool.

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Zhu, Xiang. "Tunable diode lasers and their applications in trace gas and liquid detection /." *McMaster only, 1996.

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Innocenti, Claudia. "Mélange turbulent à partir d'une source isolée : géométrie, cinétique et role de la diffusion." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1997. http://www.theses.fr/1997GRE10082.

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Abstract:

Cette etude experimentale a ete realisee afin de caracteriser l'evolution temporelle du melange d'un scalaire passif dans un fluide turbulent. Un scalaire est injecte dans le champ lointain d'un jet turbulent d'eau (re = 6000) a l'aide d'un tube dont le diametre est beaucoup plus petit que l'echelle integrale locale du jet principal. On peut etudier les differentes etapes du melange en observant le champ de concentration a differentes distances de la sortie du tube d'injection (de zero a une echelle integrale). En utilisant la fluoresceine (sc = 2000), on peut visualiser le scalaire sur un plan par fluorescence induite par laser et mesurer l'evolution du volume occupe et la geometrie de l'interface scalaire-eau claire. En particulier on trouve que la geometrie de la distribution du scalaire depend fortement du niveau du seuil de concentration choisi. De techniques de mesure de la concentration locale, nous on permis de calculer les pdfs et les spectres de puissance pour deux types de scalaire : fluoresceine et temperature (sc = 7). Dans le deux cas, le pdfs sont bien decrites par une loi exponentielle, dont l'argument decroit lineairement avec le temps (d'autant plus rapidement que la diffusivite est forte). L'evolution des spectres de puissance montre par contre une difference entre les deux cas : dans un domaine d'echelles contenu dans la plage inertielle, on observe une pente (-1) tres nette dans le cas de la fluoresceine pour tous les temps consideres, tandis que, pour la temperature, la pente spectrale passe, de facon continue, de (-1) a (-5/3) en augmentant le temps. Pour interpreter nos resultats experimentaux (et en particulier la forme exponentielle des pdfs), nous proposons un modele base sur la representation du champ de concentration comme un ensemble de paquets, soumis au champ des etirements induit par la turbulence sous-jacente.

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Hartwig, Jason William. "Acetone-LIF at Elevated Pressure and Temperature for 282nm Excitation: Experiments and Modeling." Cleveland, Ohio : Case Western Reserve University, 2010. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=case1251506537.

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Abstract:

Thesis(M.S.)--Case Western Reserve University, 2010
Title from PDF (viewed on 2009-11-23) Department of EMC - Mechanical Engineering Includes abstract Includes bibliographical references and appendices Available online via the OhioLINK ETD Center

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Kim, Myeongsub. "Microscale optical thermometry techniques for measuring liquid phase and wall surface temperatures." Diss., Georgia Institute of Technology, 2010. http://hdl.handle.net/1853/43754.

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Abstract:

Thermal management challenges for microelectronics are a major issue for future integrated circuits, thanks to the continued exponential growth in component density described by Moore¡¯s Law. Current projections from the International Technology Roadmap for Semiconductors predict that local heat fluxes will exceed 1 kW/cm2 within a decade. There is thus an urgent need to develop new compact, high heat flux forced-liquid and evaporative cooling technologies. Thermometry techniques that can measure temperature fields with micron-scale resolution without disturbing the flow of coolant would be valuable in developing and evaluating new thermal management technologies. Specifically, the ability to estimate local convective heat transfer coefficients, which are proportional to the difference between the bulk coolant and wall surface temperatures, would be useful in developing computationally efficient reduced-order models of thermal transport in microscale heat exchangers. The objective of this doctoral thesis is therefore to develop and evaluate non-intrusive optical thermometry techniques to measure wall surface and bulk liquid temperatures with O(1-10 micronmeter) spatial resolution. Intensity-based fluorescence thermometry (FT), where the temperature distribution of an aqueous fluorescent dye solution is estimated from variations in the fluorescent emission intensity, was used to measure temperatures in steady Poiseuille flow at Reynolds numbers less than 10. The flow was driven through 1 mm square channels heated on one side to create temperature gradients exceeding 8 ¡ÆC/mm along both dimensions of the channel cross-section. In the evanescent-wave fluorescence thermometry (EFT) experiments, a solution of fluorescein was illuminated by evanescent waves to estimate the solution temperature within about 300 nm of the wall. In the dual-tracer FT (DFT) studies, a solution of two fluorophores with opposite temperature sensitivities was volumetrically illuminated over most of the `cross-section of the channel to determine solution temperatures in the bulk flow. The accuracy of both types of FT is determined by comparing the temperature data with numerical predictions obtained with commercial computational fluid dynamics software. The results indicate that EFT can measure wall surface temperatures with an average accuracy of about 0.3 ¡ÆC at a spatial resolution of 10 micronmeter, and that DFT can measure bulk water temperature fields with an average accuracy of about 0.3 ¡ÆC at a spatial resolution of 50 micronmeter in the image plane. The results also suggest that the spatial resolution of the DFT data along the optical axis (i.e., normal to the image plane) is at least an order of magnitude greater than the depth of focus of the imaging system.

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Honoré, David. "Fluorescence induite par laser à excimères bande-fine. Application à la caractérisation de souffleries à haute enthalpie." Rouen, 1995. http://www.theses.fr/1995ROUES051.

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Abstract:

Le travail présenté dans ce mémoire concerne le développement de la technique de mesure de fluorescence induite par laser (LIF) à excimères fluorure d'argon bande-fine, et son utilisation pour l'étude expérimentale de jets supersoniques de plasma au voisinage de maquettes immergées dans l'écoulement, simulant les conditions de réentrée atmosphérique d'un engin spatial. Les différents schémas de fluorescence des molécules monoxyde d'azote et monoxyde de carbone sont discutés. La température du milieu est déduite de la comparaison des spectres d'excitation expérimentaux de la bande epsilon de NO avec les spectres synthétiques obtenus à l'aide d'un code de calcul. La vitesse de l'écoulement est déterminée par mesure du décalage Doppler. Cette technique de mesure est appliquée à un jet de plasma dioxyde de carbone-azote, généré dans une soufflerie de laboratoire, simulant l'atmosphère de Mars, et à la couche limite au-dessus d'une tuile de C/SIC. De manière complémentaire, la température pariétale des échantillons est mesurée par thermographie infrarouge. L'instrumentation de deux souffleries à haute enthalpie de l'institut Tsniimash (Moscou) a permis de démontrer les potentialités offertes par l'implantation sur site industriel de la technique de mesure LIF. La première étude concerne la couche limite générée au voisinage d'un modèle SIC immergé dans un jet supersonique de plasma d'air (Mach 2,5), créé par une torche haute fréquence (100 kW), et a permis de mettre en évidence l'effet catalytique de la surface du matériau de protection thermique pour différents processus cinétiques de recombinaison atomique. Dans la soufflerie à arc TT1 (4 MW, Mach 5), les expériences sont menées dans le jet libre et au voisinage d'une plaque plane comportant une marche, pour simuler un désalignement de tuiles à la surface d'un avion spatial. L'ensemble des mesures constitue un cas test pour la validation de codes de calcul d'écoulements supersoniques.

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Kaissoun, Salima. "Mécanismes de transfert aéraulique au travers d'ouvertures : application à l'efficacité du confinement dynamique d'enceintes de chantier." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2018. http://oatao.univ-toulouse.fr/20935/1/kaissoun.pdf.

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Abstract:

Les chantiers de maintenance et d’assainissement dans les centrales nucléaires nécessitent la mise en place d’enceintes ventilées autour des zones contaminées afin de limiter la propagation de la contamination à l’environnement extérieur. L’air rentre dans l’enceinte aux travers d’ouvertures sous la forme d’un écoulement directionnel, orienté de l’extérieur vers l’intérieur, assurant ainsi le confinement dynamique. En raison des opérations qui se déroulent à l’intérieur de l’enceinte et des perturbations externes, il est possible que l’écoulement de confinement dynamique aux ouvertures soit perturbé et subisse des inversions locales et instationnaires, conduisant ainsi à transporter la contamination à l’extérieur de l’enceinte. La présente étude s’intéresse aux petites ouvertures de type fentes minces rectangulaires où l’écoulement au droit de celles-ci est généralement turbulent. Les principaux objectifs de la thèse sont d’une part d’identifier les conditions aérodynamiques susceptibles de produire le phénomène de rétrodiffusion aux ouvertures, d’autre part d’évaluer la capacité des approches de modélisation de la turbulence URANS et LES à reproduire les instabilités liées à ce type d’écoulement. Il a été montré que l’apparition du phénomène de rétrodiffusion est principalement liée à la présence d’une perturbation aéraulique additionnelle, de type jet turbulent ou sillage, en compétition avec l’écoulement initial de confinement dynamique. Des expériences de traçage gazeux ont été mises en place sur une maquette expérimentale dans le but de quantifier la rétrodiffusion en fonction des différentes conditions aérauliques à l’ouverture et des caractéristiques de celle-ci. Des visualisations des écoulements à l’ouverture ont également été réalisées à l’aide d’un dispositif de tomographie laser. Enfin, l’analyse des résultats des simulations CFD a démontré que les approches de type RANS ou URANS ne permettaient pas de reproduire les instabilités de l’écoulement conduisant au phénomène de rétrodiffusion, contrairement aux simulations des grandes échelles de la turbulence (LES) qui reproduisent fidèlement les structures locales et instantanées à l’origine du phénomène.

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Wachten, Christian. "Entwicklung eines Lasertrackersystems mit Galvanometerscanner zur 3D-Positionsbestimmung." Tönning Lübeck Marburg Der Andere Verl, 2009. http://d-nb.info/994323778/04.

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Lian, Jinghui. "Understanding how emissions and atmospheric transport control the variations of atmospheric CO2 in the Paris area : insights from laser-based measurements at city scale." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASV010.

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Abstract:

Récemment, plusieurs tentatives ont été faites afin de quantifier les émissions de CO2 à l'échelle de la ville et ainsi d’améliorer les inventaires existants. Les mesures de concentration de CO2 et autres gaz peuvent ainsi être utilisées dans une approche dite “descendante” afin de contraindre les inventaires d’émission qui sont traditionnellement construits via une approche dite “ascendante” à partir d’une quantification des activités.Dans le cadre de cette thèse, nous avons évalué le potentiel d’une nouvelle technique de surveillance du CO2, référencée sous le nom de sous le nom de GreenLite™ (Green Imaging Tomography Experiment). Le système a été déployé pendant un an dans la ville de Paris. Il permet une mesure en continu de la concentration le long de 30 segments horizontaux, proches de la surface. Il a donc une couverture spatiale beaucoup plus large que l'échantillonnage in situ traditionnel et apporte une information dont la représentativité spatiale est plus cohérente avec celle des modèles de transport atmosphérique à résolution à l'échelle kilométrique utilisés pour l'inversion atmosphérique à l'échelle de la ville.J’ai développé un outil de modélisation complet centré sur le modèle à haute résolution WRF avec un couplage (WRF-Chem), et en utilisant des inventaires d'émissions anthropique de CO2, des estimations des flux par la végétation et des conditions aux limites fournies par une simulation à grande échelle. Ce modèle permet d’interpréter les mesures.Le chapitre 1 est une large introduction au sujet tandis que les chapitres 2-4 sont construits autour de trois articles publiés dans la littérature scientifique.Le chapitre 2 évalue si le modèle WRF à une résolution spatiale de 3 km peut reproduire les champs météorologiques dans la région IdF mieux que ne le fait le modèle Européen CEPMMT à 16 km de résolution. Les comparaisons entre les analyses des deux modèles sont faites avec un focus sur trois variables atmosphériques (température de l'air, vent et hauteur de la couche limite) qui sont les plus pertinentes en ce qui concerne le transport du CO2 atmosphérique dans un environnement urbain. Les résultats ont permis de sélection une version du modèle et une option de nudging qui permet la meilleure adéquation entre les simulations numériques et les observations de terrain, et ces options sont utilisés dans la suite du travail.Le chapitre 3 vise à comprendre les variations temporelles et spatiales des concentrations de CO2 dans Paris et ses environs pendant la période de mesure du système GreenLITE™ (Sep 2015 à dec 2016). Les données permettent de démontrer qu’un schéma de canopée urbaine (BEP) est en bien meilleur accord avec la réalité, par rapport à l'autre (UCM), en particulier pendant l’hiver. Pendant cette période, le mélange vertical est réduit ce qui peut conduire à des accumulations du CO2 dans les basses couches de l’atmosphère, qui sont difficiles à modéliser. Cependant, les mesures GreenLITE™ montrent aussi un bruit important et des indications de biais, ce qui limite leur potentiel d’interprétation. De plus, les inadéquations entre modèles et observations dans ce chapitre soulignent clairement la difficulté de modélisation du CO2 dans les zones urbaines en raison des grandes incertitudes tant dans le transport atmosphérique que dans l'inventaire des émissions.Le chapitre 4 vise à étudier en détail les sources d'erreurs principales qui conduisent aux différences entre mesures et résultats de simulation en ce qui concerne le CO2 atmosphérique au-dessus de Paris. Ces sources d’erreur incluent les hypothèses sur les distributions des émissions anthropiques, le transport atmosphérique en particulier le mélange vertical, les flux de CO2 biogéniques, et les conditions aux limites du domaine de simulation
Cities play an important role in tackling climate change as they account for more than 70% of global anthropogenic CO2 emissions. In recent years, several efforts have attempted to quantify city-scale CO2 emissions and establish a high spatially and temporally resolved inventory for supporting urban emission mitigation strategies. The so-called "top-down" inverse estimation of CO2 emissions constrained by independent atmospheric observations could serve to evaluate the consistency of traditional "bottom-up" inventories. A novel CO2 monitoring technique, known as the Greenhouse gas Laser Imaging Tomography Experiment (GreenLITE™) trace gas measurement system, was deployed in central Paris for a 1-year monitoring of near-surface atmospheric CO2 concentrations along 30 horizontal chords. This system has a much wider spatial coverage than traditional in situ sampling and was expected to be more consistent with the spatial representativeness of the kilometer-scale resolution atmospheric transport models used for the city-scale atmospheric inversion.The primary objective of this thesis is to assess the potential contribution of this GreenLITE™ system, in addition to two urban and four peri-urban in situ CO2 measurement stations, for a better understanding of the spatiotemporal variations of CO2 concentrations within Paris and its vicinity. For this objective, I have developed a full modeling framework around the high-resolution Weather Research and Forecasting model (WRF) and its coupling with Chemistry (WRF-Chem), using CO2 emission inventories, estimates of the vegetation fluxes and boundary conditions provided by a large-scale simulation.Chapter 1 is a broad introduction to the subject while chapter 2-4 are built around three separate and publishable papers.Chapter 2 aims at evaluating whether the WRF model running at a 3-km horizontal resolution, with its various configurations, can reproduce the meteorological fields over the IdF region better than the 16-km resolution ECMWF global operational forecasts. The comparisons between WRF and ECMWF forecasts with respect to observations are carried out with a focus on three atmospheric variables (air temperature, wind and PBL height). The results of the sensitivity tests of different physics schemes and nudging options obtained in this chapter are used in subsequent research for the selection of appropriate WRF-Chem model setup in support of atmospheric CO2 transport modeling.Chapter 3 aims at understanding the spatiotemporal variations of CO2 concentrations within Paris and its vicinity during the 1-year GreenLITE™ operating period from September 2015 to December 2016. The analyses are based on CO2 data provided by GreenLITE™ together with six in situ stations and the 1 km-resolution WRF-Chem model coupled with two urban canopy schemes (Urban Canopy Model - UCM; Building Effect Parameterization - BEP). The GreenLITE™ data provide clear information that favors BEP over UCM in the description of vertical mixing and CO2 concentrations during the winter. However, there are indications of measurement noise in summer that limit the usefulness of the data. Furthermore, the model-observation mismatches clearly stress the difficulty of CO2 modeling within urban areas due to the large uncertainties both in the atmospheric transport and the emission inventory.Chapter 4 aims at investigating in detail the critical sources of errors that lead to the model-observation mismatches in the atmospheric CO2 modeling over Paris. These sources of misfit include uncertainties in the assumed distribution of anthropogenic emission, errors in the atmospheric transport, in biogenic CO2 fluxes and in CO2 boundary conditions at the edges of the atmospheric transport model domain. The lessons and insights from this chapter provide requirements and recommendations for the assimilation of CO2 measurements into the atmospheric inversion, when aiming at the quantification of CO2 emissions for the Paris region

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Arnold, Neil F. "Tracer transport in the middle atmosphere." Thesis, University of Oxford, 1990. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.279884.

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Ghysels, Mélanie. "Mesures in-situ à haute résolution par spectrométrie laser de CH4, CO2 et H2O dans l’atmosphère moyenne sous ballons météoroligiques." Thesis, Reims, 2012. http://www.theses.fr/2012REIMS027/document.

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Abstract:

Les travaux exposés dans ce manuscrit concernent le développement de spectromètres laser pour la mesure in-situ de CH4, CO2 et H2O dans l'atmosphère moyenne ainsi que la spectroscopie associée, l'inversion des données atmosphériques et les premières campagnes ballon. La première partie de ce manuscrit décrit le contexte scientifique qui a conduit au développement des spectromètres laser et donne un état de l'art en matière instrumentale. La seconde partie décrit deux études spectroscopiques portant sur le multiplet R(6) du méthane à 3.24µm et sur les transitions R18e et R20e du dioxyde de carbone à 2.68µm pour l'inversion des mesures atmosphériques. La troisième partie de ce manuscrit porte sur le développement des spectromètres PicoSDLA-CH4 dédié à la mesure de CH4 dans l'atmosphère à 3.24µm, utilisant une source laser à différence de fréquence, et PicoSDLA-CO2 dédié à la mesure de CO2 à 2.68µm avec une diode à antimoniure. Ces spectromètres ont réalisé plusieurs vols sous ballons stratosphériques en 2010, 2011 et 2012. Les résultats de ces campagnes sont exposés dans la quatrième partie du manuscrit
This thesis reports the development of laser spectrometers dedicated to in-situ measurements of CH4, CO2 et H2O in the middle atmosphere. It includes the development of the prototypes, the associated spectroscopy, the concentration data retrieval as well as the first balloon campaigns. The first part of the thesis describes the scientific framework and it further gives a state of art of the instrumental field. The second part gives the results from a spectroscopic study on the R(6) manifold of CH4 at 3.24µm and on the R18e and R20e lines of CO2 at 2.68µm in order to allow an accurate concentration retrieval. The third part details the development of the PicoSDLA-CH4 spectrometer dedicated to the in-situ measurements of CH4 at 3.24µm, using a difference frequency generation (DFG) laser source, and the development of PicoSDLA-CO2, a sensor dedicated to measurements of CO2 at 2.68µm using antimonide laser diodes. Both spectrometers were involved in three balloon campaigns in 2010, 2011 and 2012; the results are presented in the fourth part of the thesis

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Kniel, Karin. "Ein Beitrag zur Entwicklung eines laserinterferometrischen Trackingsystems für die Genauigkeitssteigerung in der Koordinatenmesstechnik." Bremerhaven Wirtschaftsverl. NW, Verl. für Neue Wiss, 2006. http://d-nb.info/985065834/04.

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Manfred, Katherine Marya. "Mid-infrared laser spectroscopy for trace gas detection." Thesis, University of Oxford, 2015. https://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:0d562d89-8a28-4122-8154-bf14dbbddd9a.

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Abstract:

Laser spectroscopy offers a powerful and adaptable toolkit of techniques for sensitive and selective gas detection. New semiconductor laser sources that can emit high power midinfrared radiation at room temperature have reawakened interest in exploiting the spectrally separated, strongly absorbing ro-vibrational transitions in this region. The aim of this thesis is the demonstration of absorption spectroscopy methods with interband cascade lasers (ICLs) and quantum cascade lasers (QCLs) to detect gases relevant to physiology and atmospheric science. Modulation of laser frequency via the injection current can increase instrument performance and prevent long-term drifts in laser output. An 8.2 μm QCL was locked to a CH4 rovibrational line using a 3f signal, limiting the laser frequency deviation to 3 MHz over 120 s. Frequency modulation spectroscopy (FMS) at 20 MHz demonstrated a twofold improvement for NO measured with a 5.3 μm QCL despite residual amplitude modulation. Broadband RF current perturbation of a 5.3 μm QCL was shown to broaden the laser linewidth and enhance the sensitivity of off-axis cavity-enhanced absorption spectroscopy (CEAS) tenfold. Optical-feedback CEAS (OF-CEAS), which achieves high intracavity power and elongated periods of resonant cavity excitation, was performed using V-shaped and linear optical cavities. ICL and EC-QCL sources were utilized for the first time for sensitive OF-CEAS detection of VOCs and N2O. OF-CEAS using a V-shaped cavity and 3.2 μm ICL achieved an amin of 2:5x10-8 cm-1 for N2O measurements. While the 5 μm EC-QCL achieved similar single-scan precision, mode-hopping prevented consistent measurements. The novel use of a linear optical cavity for OF-CEAS was demonstrated theoretically and experimentally with a 5.3 μm QCL to achieve excellent sensitivities (4 x 10-9 cm-1 Hz-1/2). The successful demonstration of these techniques paves the way for new QCL and ICL technology to be incorporated in future laser absorption spectrometers for the laboratory, field, and clinic.

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Boddeti, Ravi Kumar. "Laser spectroscopy sensors for measurement of trace gaseous formaldehyde /." Connect to resource online, 2008. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=ysu1220624621.

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SHIBUYA, ELISA K. "Acoplamento laser - espectrometro de massa de dupla focalizacao com fonte de plasma induzido (LA-HR-ICPMS): estudos fundamentais e analises quantitativa em amostras solidas." reponame:Repositório Institucional do IPEN, 1999. http://repositorio.ipen.br:8080/xmlui/handle/123456789/9279.

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Abstract:

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Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
Dissertacao (Mestrado)
IPEN/D
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP
FAPESP:97/09917-0

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Nubiola, Albert. "Calibration of a serial robot using a laser tracker." Mémoire, École de technologie supérieure, 2011. http://espace.etsmtl.ca/909/1/NUBIOLA_Albert.pdf.

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Abstract:

La performance en positionnement d’un robot industriel ABB IRB 1600-6/1.45 a été étudiée avec un système de laser de poursuite (« laser tracker »). En faisant l’analyse axe par axe, on trouve que les axes 2, 3 et 6 ont un comportement non géométrique. Un modèle à 34 paramètres d’erreur a été utilisé pour modéliser le robot réel. Ce modèle d’erreur tient en compte les défauts géométriques de fabrication ainsi que quatre paramètres d’erreur concernant la rigidité (provenant des axes 2 et 3) et quatre autres paramètres d’erreur pour modéliser le comportement non linéaire du sixième axe avec une série de Fourier de deuxième ordre. L’algorithme d’optimisation non linéaire Nelder-Mead a été utilisé pour trouver les paramètres d’erreur qui correspondent aux mesures prises du robot. Une fois les 34 paramètres identifiés, on ne peut pas appliquer une solution algébrique pour calculer la cinématique inverse du modèle à 34 paramètres d’erreur. On propose une solution numérique itérative à la cinématique inverse. Au maximum trois itérations sont nécessaires pour obtenir les angles des moteurs correspondants à une pose de l’outil. Pour comparer la précision entre le modèle nominal et le modèle corrigé (à 34 paramètres d’erreur) on a fait des tests similaires à ceux proposés dans la norme ISO 9283. La validation de l’amélioration de la précision absolue est faite avec de nombreuses mesures. Pour le modèle à 34 paramètres, l’erreur de position moyenne/maximale est réduite de 0.979 mm / 2.326 mm à seulement 0.329 mm / 0.916 mm (vérification faite avec environ 1000 mesures arbitraires), avec une charge de l’outil de 6 kg (soit, le maximum), pour huit points sur l’outil et pour tout l’espace de travail du robot (ou presque, car il y avait quelques obstacles proches du robot à éviter). On a fait des analyses avec l’erreur attendue, qui permettent de « prévalider » les modèles sans devoir prendre plus de mesures. On trouve que cette « prévalidation » est proche à la validation réelle.

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Zobrist, Tom L. "Application of laser tracker technology for measuring optical surfaces." Diss., The University of Arizona, 2009. http://hdl.handle.net/10150/195326.

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Abstract:

The pages of this dissertation detail the development of an advanced metrology instrument for measuring large optical surfaces. The system is designed to accurately guide the fabrication of the Giant Magellan Telescope and future telescopes through loose-abrasive grinding. The instrument couples a commercial laser tracker with an advanced calibration technique and a set of external references to mitigate a number of error sources. The system is also required to work as a verification test for the GMT principal optical interferometric test of the polished mirror segment to corroborate the measurements in several low-order aberrations. A set of system performance goals were developed to ensure that the system will achieve these purposes. The design, analysis, calibration results, and measurement performance of the Laser Tracker Plus system are presented in this dissertation.

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Richard, Lucile. "Développements de spectromètres ultrasensibles pour l'analyse de gaz par « optical feedback cavity enhanced absorption spectrocopy » dans le moyen infrarouge avec des lasers à cascades inter-bandes." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAY004/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse a permis le développement et la caractérisation d'instruments basés sur la technique "OF-CEAS" dans le moyen infrarouge pour la détection de traces dans différents mélanges en phase gazeuse. Le Laser à Cascades Inter-bandes (ICL) est la dernière innovation des lasers à semi-conducteurs dans cette zone spectrale. La compatibilité des ICL avec l'OF-CEAS ouvre la voie vers de nouvelles applications pour la réalisation d'instruments compacts et robustes avec un temps de réponse rapide tout en présentant une très bonne limite de détection.Une démonstration de la bonne sensibilité et stabilité des instruments OF-CEAS aété réalisé avec la mesure de continua d'absorption (de la vapeur d'eau et de l'azote). Mais également avec la détection d'une raie quadrupolaire de l'azote de très faible intensité (3x10-29 cm-1/(moléc cm-2). L'objectif principale de ces travaux consistait au développement d'un instrument dédié à la détection de monoxyde d'azote pour l'analyse du gaz exhalé. L'analyseur ainsi réalisé présente une sensibilité de 6x10-10 cm-1 en une acquisition de 180 ms. Sa limite de détection sur le NO est à l'état de l'art, avec à court terme (180 ms) un minimum de 50 ppt est atteint. Celui-ci parvient à un niveau sub-ppt (0.9 ppt) en 12 min d'intégration
This work of these has made it possible to develop and characterize the use of instruments on the "OF-CEAS" technique in the mid-infrared for traces' detection in different mixtures in the gas phase. Inter-band Cascade Laser (ICL) is the latest innovation in semiconductor lasers in this spectral region. Compatibility of ICL with OF-CEAS offers new applications for compact and robust instruments with fast response time and a low detection limit. A demonstration of the good sensitivity and stability of the OF-CEAS instruments was performed with continua absorption measurements (water vapor and nitrogen). But also with the detection of a very low intensity quadrupole line of nitrogen (3x10-29 cm-1/(moléc cm-2). The main objective of this work was to develop an instrument dedicated to nitrogen oxide detection for the analysis of exhaled breath. The analyzer is presented at the sensitivity of 6x10-10 cm-1 in an acquisition of 180 ms. Its limit of detection on NO is at the state of the art, with short term (180 ms) limit of 50 ppt. It reaches the sub-ppt level (0.9 ppt) with 12 min of integration

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Johnson, Simon Anthony. "Trace gas detection using diode lasers." Thesis, University of Cambridge, 1986. https://www.repository.cam.ac.uk/handle/1810/290026.

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Steimes, Johan. "Performance study and modelling of an integrated pump and gas-liquid separator system: Optimisation for aero-engine lubrication systems." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2013. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/209365.

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Abstract:

A system able to simultaneously separate and pump a gas-liquid mixture was developed.

It works efficiently and can be used in many applications (nuclear power plants,

pulp and paper processing, petroleum extraction, etc.). However, this pump and separator

system (PASS) was especially designed to handle air-oil mixture generated in

aero-engine lubrication systems. The PASS combines three important functions of the

scavenge part of the lubrication system: the deaeration and deoiling of the air-oil mixture

generated in the bearing and gearbox sumps and the pumping of the oil towards

the tank. These are critical functions for the engine. Indeed, a poor deoiling efficiency

leads to a high oil consumption. This reduces the flight endurance, increases the size

and weight of the oil tank and has a negative impact on the environment. Poor deaeration

and pumping characteristics lead to problems in the cooling and the lubrication of

the engine bearings.

Integrating a PASS into the lubrication system allows considerable improvements

(and simplification) to the lubrication system architecture. An important number of

components are suppressed: the vent lines, the deoiler, the cyclone deaerator and the

scavenge pumps. This reduces the size and the weight of the lubrication system and

increases its reliability. Furthermore, an important part of this PhD thesis focuses on

reducing the oil consumption in the PASS. This improves the flight endurance, reduces

engine maintenance and working costs and is profitable to the environment.

In addition to the development of an advanced PASS design system, the objective of

this thesis was to obtain a good understanding of the separation processes occurring in

the PASS and to develop theoretical models able to predict the separation performance

for every working condition encountered in a typical aircraft flight. To achieve this

goal, three main tasks were performed: the development of different two-phase measurement

systems, the experimental tests of four different PASS architectures and the

theoretical development (after an extensive literature review) of correlations predicting

the performance of the PASS in function of the working conditions. Five specific aspects

of the PASS were studied: the inlet flow, the deoiling efficiency, the deaeration efficiency,

the pumping efficiency and the pressure drop. Finally, the models that have been developed

with the help of the measurement systems and of the experiments have been

integrated in a complete model of the lubrication system (under the EcosimPro modelling

environment). This helps to predict real in flight PASS working conditions and

performance. Indeed, the PASS is very sensitive to the engine working conditions and

an optimisation of the prototype size and performance is only feasible with an accurate

knowledge of these working conditions and a complete lubrication system model.

Finally, with the results of this PhD thesis, a new PASS design, optimised for different

aero-engine lubrication systems, is presented.
Doctorat en Sciences de l'ingénieur
info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Hutchinson, Andrew. "Diode laser studies of trace species and their reactions." Thesis, University of Oxford, 2006. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.437045.

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Boddeti, Ravi K. "Laser Spectroscopy Sensors for Measurement of Trace Gaseous Formaldehyde." Youngstown State University / OhioLINK, 2008. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=ysu1220624621.

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Kozáček, Peter. "Softwarové rozhraní pro uživatelské aplikace laser trackeru." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, 2015. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-231747.

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Abstract:

For assembly of product machine is necessary to evaluate a geometric accuracy of individual functional parts of the machine. This process is very demanding and time consuming. One of the reasons of mentioned problems is the lack of software (adaptation) for measuring of the accuracy of geometrical precision. This theses (diploma work) focuses at facilitating the development and creation of own application based on customer requirements and for measuring geometric accuracy with the Laser Tracker AT901 from Leica company. The aim is to create a basic application suitable for measurement of geometric accuracy, which would speed up this process, would be user-friendly, simple and open for further expansion.

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Near, William G. "Spatial tracker for an air-to-ground laser communication link." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2012. http://hdl.handle.net/1721.1/77033.

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Abstract:

Thesis (M. Eng.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Electrical Engineering and Computer Science, 2012.
Cataloged from PDF version of thesis.
Includes bibliographical references (p. 93-94).
In this thesis, I designed several of the hardware components of a spatial tracker for an air-to-ground laser communication system; these include a PWM switching amplifier and the control systems for driving the primary steering and tracking elements required in the acquisition and maintenance of an optical communication link. The hardware was designed for low size, weight, and power (SWaP), low cost, and easy system integration. A performance analysis is presented comparing the designed hardware to a benchmark lasercom system developed at MIT Lincoln Laboratory.
by William G. Near.
M.Eng.

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Wilson, David. "Trace gas spectrometry using quantum cascade lasers." Thesis, University of Strathclyde, 2012. http://oleg.lib.strath.ac.uk:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=18580.

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Abstract:

This project was initially the continuation of a previous PhD students work. This changed slightly to incorporate the initial steps of development of a new system. However the main underlying focus was the absorption of infrared light by molecular gases using a still relatively new light source. This thesis will present the results of experimental work carried out during studies on the detection of gases and the nonlinear optical effects that arise from the absorption of light from a rapid frequency swept laser. A bench mounted two channel quantum cascade laser absorption spectrometer was used during experiments to observe and reduce nonlinear effects that arise from tuning the lasers during the absorption of light by several atmospherically important gases. These gases include the oxides of nitrogen (nitrous oxide, nitrogen dioxide and nitric oxide), methane and ammonia. The pulsed laser systems used as part of the spectrometer have also been put to use performing measurements on gaseous hydrocarbon combustion (methane and ethylene flames), to determine the feasibility of making measurements within the combustion zone of a jet engine and in conjunction with a continuous wave device during pump-probe experiments at the Chemistry Department of Oxford University. A portable four channel spectrometer was used at the beginning of the project to make measurements of the exhaust fumes of diesel powered vehicles. It will also cover the initial steps and tests performed in the early stages of development of a continuous wave quantum cascade laser based spectrometer for high speed detection of trace gases.

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Smith, Clinton James. "High-accuracy laser spectrometers for wireless trace-gas sensor networks." Thesis, Princeton University, 2014. http://pqdtopen.proquest.com/#viewpdf?dispub=3604506.

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Abstract:

The subject of this dissertation is the development of a wireless sensor network composed of instruments which employ both VCSELs and QCLs for accurate, highly sensitive, and reliable long-term monitoring of environmental trace-gases. The dissertation focuses on the development of low-power instruments and calibration methods that ensure the reliability of long-term measurements.

First the field deployment of a low-power, portable, wireless laser spectroscopic sensor node for atmospheric CO₂ monitoring is demonstrated. The sensor node shows 0.14 ppmv Hz^-1/2 1σ measurement sensitivity of CO₂ concentration changes. It was first used to measure top-soil respiration rates in the laboratory and on forest floors in the field.

Then after a long-term field deployment to further assess instrument performance, new design solutions were implemented to improve fringe-limited precision of the nodes to 4-7 ppmv against a 400 ppmv CO₂ background, making their performance comparable to higher power consuming commercial trace-gas analyzers. Three optimized nodes were then deployed into mixed landscapes as part of a solar powered CO₂ monitoring wireless network. The three node network monitored CO₂ in a grassy/woody courtyard, on top of the roof of an engineering building, and next to a road in the Princeton area. These works show that ultra-low powered VCSEL based sensor nodes can be placed in off-the-grid environments for autonomous distributed geographic monitoring of trace-gases in a manner which is impossible with current commercial techniques.

Next, this dissertation covers two techniques that were developed for the real-time calibration of laser-based trace-gas measurements. The first technique used an in-line reference gas cell and employed wavelength modulation spectroscopy (WMS) at higher harmonics to simultaneously probe the sample and reference spectra. The second technique used a revolving in-line reference cell to suppress background and other non-spectroscopic signals. These techniques were designed for eventual inclusion as a real-time calibration source for field deployable trace-gas sensors and wireless sensor networks.

Finally, this dissertation demonstrates the use of the CW injection current into a VCSEL in an external cavity configuration to tune the cavity emission's self-oscillation frequency and show through simulation and experiment that the tuning is dependent on VCSEL birefringence change.

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Thöny, Andreas. "New developments in CO₂-laser photoacoustic monitoring of trace gases /." Zürich, 1994. http://e-collection.ethbib.ethz.ch/show?type=diss&nr=10345.

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Marinov, Dilyan. "Laser spectroscopic trace-gas sensing with medical and environmental applications /." Zürich : ETH, 2007. http://e-collection.ethbib.ethz.ch/show?type=diss&nr=17281.

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Wächter, Helen. "Infrared laser-spectroscopic determination of isotope ratios of trace gases." Zürich : ETH, 2007. http://e-collection.ethbib.ethz.ch/show?type=diss&nr=17454.

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Bridge, Candice. "DISCRIMINATION OF FORENSIC TRACE EVIDENCE USING LASER INDUCED BREAKDOWN SPECTROSCOPY." Doctoral diss., University of Central Florida, 2007. http://digital.library.ucf.edu/cdm/ref/collection/ETD/id/2906.

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Abstract:

Elemental analysis in forensic laboratories can be tedious and many trace evidence items are not analyzed to determine their elemental composition. Presently, scanning electron microscopy-energy dispersive x-ray spectroscopy (SEM-EDS) is the primary analytical tool for determining the elemental composition of trace evidence items. However, due to the time it takes to obtain the required vacuum and the limited number of samples that can be analyzed at any one time, SEM-EDS can be impractical for a high volume of evidence items. An alternative instrument that can be used for this type of analysis is laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS). While LA-ICP-MS is a very precise and quantitative analytical method that determines elemental composition based on isotopic mass measurements; however, the instrumentation is relatively expensive and therefore is budgetarily prohibitive for many forensic laboratories. It is the purpose of this research to evaluate an inexpensive instrument that can potentially provide rapid elemental analysis for many forensic laboratories. Laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) is an analytical method that meets these requirements and offers information about the elemental composition based on ionic, atomic and diatomic molecular emissions.
Ph.D.
Department of Chemistry
Sciences
Chemistry PhD

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McCay, JoAnn Margaret 1962. "Fluid velocity measurement by processing images of neutrally-buoyant, phosphorescent tracer particles." Thesis, The University of Arizona, 1987. http://hdl.handle.net/10150/276607.

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Abstract:

A technique for measuring fluid velocities by means of neutrally-buoyant, phophorescent particles was investigated in a small-scale water jet facility. A nitrogen laser briefly illuminated the flow, exciting only those particles resident within the pulsed beam. The particles luminesce for a short while following excitation, during which time they also move with the flow. This creates a visible particle streak, the intensity of which decays along the direction of motion. A strobe illuminates the particles again a known time following the laser pulse. The magnitude and direction of a particle's velocity in the plane of view are deduced from an image of it streak captured by a video camera and recorded by a digital image processing system.

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Sabriana, Ortega Georgia Irai. "Développement de méthodes analytiques pour la détermination de l’isotopie du plomb et des éléments traces dans des produits pétroliers (huile, asphaltène, kérogène, roche mère). Application à la datation de la génération du pétrole et de la déposition de la roche mère dans un bassin pétrolier." Thesis, Pau, 2012. http://www.theses.fr/2012PAUU3043/document.

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Abstract:

La datation de l’âge de génération des hydrocarbures et de la déposition de la roche mère fournit des informations importantes dans la prospection pétrolière. Dans ce travail, différentes stratégies ont été étudiées pour la détermination des métaux traces, et des rapports isotopiques du plomb dans des produits pétroliers par des techniques de spectrométrie de masse. Les stratégies d’analyses développées dans ce travail ont été utilisées pour estimer l’âge de génération du pétrole, ainsi que l’âge de déposition de la roche mère âge du « New Albany shales » dans le basin d’Illinois, en utilisant les géochronomètres U-Th-Pb. Les ages déterminés par la méthode U-Th-Pb sont en très bon accord avec ceux prédits par les modèles numériques géologiques, ce qui démontre le potentiel de cette approche pour étudier l’histoire de la formation des hydrocarbures et dans la recherche de nouvelles sources d'hydrocarbures
Timing crude oil generation and source rock deposition provides important clues in petroleum prospection. In this work, different analytical procedures were developed for trace metals and Pb isotope ratio were determination crude oils and related products. These analytical strategies were then used, for the first time, to assess the applicability of the U-Th-Pb geochronometers for timing source rock deposition age and crude oil generation in the Illinois Basin. Ages determined are in good agreement with those predicted by geological numerical models, demonstrating the potential of these geochronometers to study the history of hydrocarbons formation and to find new hydrocarbon sources

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Howieson, Iain Fletcher. "Near-infrared tunable diode laser absorption spectrometer for trace gas detection." Thesis, University of Strathclyde, 1997. http://oleg.lib.strath.ac.uk:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=21396.

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Abstract:

A ground based near-infrared tunable diode laser absorption spectrometer (TDLAS), capable of measuring methane (CH₄) and nitrous oxide (N₂0) in their natural abundance's within the atmosphere, has been designed and constructed. The spectrometer has high resolution (0.0003 cm⁻¹), high precision (equivalent to a minimum detectable absorption of ~2 x 10⁻⁷) and uses the latest developments in near-infrared t echnology to provide similar sensitivities to mid-infrared laser spectrometers. A theoretical analysis of the noise performance of different detection schemes has been performed. It was concluded that near optimum performance could be achieved using second harmonic wavelength modulation spectroscopy in the 50-100k Hz region. Instrument sensitivity was enhanced through the use of a Herriott multipass cell. A computer model of the behaviour of a paraxial ray passing through such a cell has been developed, allowing suitable choice of cell design and spot pattern to be made. The model was modified to allow the behaviour of an astigmatic Herriott cell to be investigated. The model has shown that the astigmatic cell has all the inherent stability properties of the conventional cell. An astigmatic cell capable of supporting a 100 m pathlength in a2 litre mode volume was designed, built and tested. Performance assessment of the spectrometer was carried out. Detection limits equivalent to 560 pptV of methane and 22 ppbV of nitrous oxide were obtained. A field test and intercomparison with methane monitors (Flame Ionisation Detectors), showed that the retrieved concentrations from the spectrometer agreed to within the measurement uncertainty of the other instruments. Laboratory support for high resolution spectroscopic measurements of gases of atmospheric interest, including, methane, nitrous oxide and ammonia has been carried out. A rotational analysis of nitrous oxide was performed. A coolable Herriott cell capable of operating between 77 and 298 K has been designed, built and tested.

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Garnache, Arnaud. "Etude et réalisation de nouveaux types de lasers proche infrarouge pour la spectroscopie d'absorption intracavité laser : dynamique des lasers fortement multimodes." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1999. http://www.theses.fr/1999GRE10256.

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Abstract:

Des nouveaux lasers large bande tout solide emettant dans le proche-ir fonctionnant en continu et a temperature ambiante ont ete developpes. Apres une etude fine des cavites lasers et de la dynamique spectro-temporelle, ces systemes ont ete utilises en spectroscopie d'absorption a haute sensibilite et resolution par intracavite laser. Les performances limites ont ete etudiees experimentalement, theoriquement et a l'aide de simulations numeriques. Un systeme laser prometteur base sur l'utilisation de structure a semiconducteur a multipuits quantiques du type vcsel a cavite externe, pompe par diode, a ete developpe. La conception de la structure, novatrice, a ete etudiee et optimisee. Une limite de detection inferieure a 10 1 0/cm a ete atteinte avec une accordabilite intrinseque de 75-nm vers 1-m. Une structure a distribution inhomogene de puits a permis d'elargir la courbe de gain. La dynamique a ete etudiee sur une plage temporelle allant de la microseconde a la seconde. En continu le laser operait monofrequence. Ce systeme, de classe-a, presente des caracteristiques ideales. Il est adequate pour la spectroscopie intracavite laser, la detection de trace de gaz et la realisation de sources lasers compactes de puissance, monofrequence ou a pulses ultra-courts. Un systeme laser large bande a base de nd:verre pompe par diode a ete developpe. Une limite de detection de 5. 10 1 1/cm a ete atteinte avec un spectre large bande grace a l'inhomogeneite spectrale du gain. Les systemes a base de verre dope de terres rares sont adequates pour la spectroscopie intracavite laser (iclas) et la detection de trace de gaz. La dynamique au demarrage des lasers multimodes inhomogene a ete etudiee. Un laser fortement inhomogene de classe-b est inadequate pour l'iclas, du fait de fortes oscillations de relaxations temporelles et spectrales. Malgre un demarrage fortement non-lineaire, la dynamique observee est deterministe, reguliere, non-chaotique. Un laser de classe-a fortement inhomogene semble adequate, ne presentant pas de relaxations d'oscillations. Les modeles classiques utilises pour etudier la dynamique des lasers ont montre un parfait accord avec l'experience. Des annexes presentes les methodes utilisees pour les simulations, les details de calculs de differents parametres et les programmes utilises.

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Adolphi, Roman. "Construction and calibration of the laser alignment system for the CMS tracker." [S.l.] : [s.n.], 2006. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=982594127.

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Lemos, Pinto J. de. "Remote sensing in refractive turbulence." Thesis, University of Hull, 1986. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.381887.

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Rossow, Björn. "Processus photophysiques de molécules organiques fluorescentes et du kérosène applications aux foyers de combustion : applications aux foyers de combustion." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00980569.

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Abstract:

La métrologie laser basée sur l'analyse de la fluorescence de traceurs moléculaires est devenue l'un des outils clefs pour l'étude expérimentale de la dynamique des fluides réactifs. Une étude spectroscopique des propriétés photophysiques de fluorescence dans le domaine spectral UV-visible de plusieurs molécules fluorescentes appartenant aux cétones aliphatiques et aux aromatiques mono- et bicycliques a permis d'approfondir la compréhension de l'influence de la température, de la pression et de la concentration d'oxygène sur leur fluorescence. Les résultats expérimentaux obtenus ont ensuite permis le développement d'un modèle de simulation du rendement de fluorescence pour les espèces aromatiques (naphtalène et toluène), qui fournit des résultats très proches de ceux mesurés.De ces résultats, le développement de la technique d'imagerie de fluorescence (PLIF) sur la phase vapeur d'un carburant multi-composant a conduit à étendre cette analyse spectrale de fluorescence au cas du kérosène (Jet A-1). La comparaison entre les propriétés de fluorescence du kérosène et des traceurs aromatiques étudiés a notamment permis d'établir une stratégie de mesure de la concentration de la phase vapeur du kérosène dans des environnements où la teneur en oxygène est variable. Les signaux de fluorescence provenant des espèces mono- et di-aromatiques contenues dans le kérosène soulignent des évolutions différentes avec les conditions de température et teneur en oxygène. L'utilisation de filtres optiques appropriés associés à deux caméras ICCD permet alors une mesure bidimensionnelle de la température et de la concentration de kérosène en phase vapeur. La thèse débouche finalement sur l'application de cette technique PLIF-kérosène en combinaison avec la technique PLIF du radical OH en sortie d'un système d'injection industriel multi-point de nouvelle génération intégré dans une chambre de combustion haute pression.

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Rouxel, Justin. "Conception et réalisation de cellules photoacoustiques miniaturisées pour la détection de traces de gaz." Thesis, Reims, 2015. http://www.theses.fr/2015REIMS030/document.

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Abstract:

Les cellules photoacoustiques sont des capteurs optiques qui utilisent l'absorption des photons par des molécules de gaz pour générer une onde de pression proportionnelle à leur concentration. Le signal photoacoustique est également inversement proportionnel au volume de la cellule. La miniaturisation de la cuve permet donc l’amélioration des performances du capteur. Le travail de cette thèse consiste en la conception, la réalisation et la caractérisation de cellules photoacoustiques résonantes différentielles d’Helmholtz (DHR) miniaturisées. Dans un premier temps, des simulations par la méthode des éléments finis de cellules à l'échelle millimétrique ont permis de montrer que la miniaturisation de ce type de résonateur est une voie prometteuse. Aussi, la réalisation ambitieuse d’une cellule DHR sur silicium a été engagée en utilisant les techniques de la microélectronique. Cependant, cette voie de miniaturisation extrême s'est heurtée à des difficultés de réalisation, qui n'ont pas permis d'obtenir des dispositifs fonctionnels. Une alternative de miniaturisation, à l'échelle centimétrique, utilisant des microphones MEMS du commerce, a donc été engagée. Trois cellules fabriquées par différentes méthodes ont été réalisées et testées pour la détection de méthane. La dernière génération a permis la détection d'environ 100 ppb de méthane avec un laser à cascade interbande commercial à 3,357 µm de longueur d’onde. Pour préparer la prochaine génération de cellules, l'optimisation de la géométrie a été effectuée par simulation. Cette optimisation permet d'envisager une augmentation de 43 % du signal par rapport à la cellule la plus performante
Photoacoustic cells are optical sensors based on the absorption of photons by gas molecules. The pressure wave created by gas relaxation is proportional to the trace gas concentration. Furthermore the photoacoustic signal is inversely proportional to the cell volume. Thus cell miniaturization enables performances improvements. This work consists in designing, realizing and characterizing miniaturized photoacoustic cells, based on the differential Helmholtz resonator (DHR) principle. In a first phase, modeling by the finite element method of millimeter scale cells has shown that the miniaturization of this type of resonator should effectively improve the detection limit. Thus, the ambitious realization of a DHR cell on silicon by the use of microelectronic techniques has been attempted. However, this extreme miniaturization direction encountered design and fabrication difficulties which made the produced devices unusable. To overcome these difficulties, a miniaturization alternative, at the centimeter scale, using commercial MEMS microphones, has been carried out. Three cells have been built by different methods and have been tested for methane detection. The last cell generation can detect around 100 ppb of methane with a commercial interband cascade laser at 3.357 µm of wavelength. Finally, to anticipate the next cell generation fabrication, a geometry optimization has been performed by simulation. This optimization shows that a 43 % signal improvement, compared to the most performant cell already built

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Bernegger, Stefan. "Co-laser photoacoustic spectroscopy of gases and vapors for trace gas analysis /." [S.l.] : [s.n.], 1988. http://e-collection.ethbib.ethz.ch/show?type=diss&nr=8636.

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Lindley, Ruth Eleri. "Development of diode laser-based optical sensors for quantitiative trace gas analysis." Thesis, University of Bristol, 2007. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.437275.

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Fawcett, Beth. "Diode laser cavity ring down spectroscopy for the measurement of trace gases." Thesis, University of Bristol, 2003. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.274627.

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Nguyen, Ba Tong. "Mesures de traces de gaz par spectroscopie d'absorption par diodes lasers accordables. Application à la surveillance de l'environnement." Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20201.

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Abstract:

Le besoin d'analyse de gaz à l'état de traces s'est accentué ces dernières années en raison des préoccupations du public et de l'industrie sur des questions telles que le contrôle des émissions de polluants atmosphériques, la surveillance de l'environnement au sens large, la santé et la sécurité au travail. Il est donc nécessaire de posséder des instruments de détection sélectifs, sensibles et capables d'effectuer une mesure directe en temps réel. La fiabilité des systèmes de mesure est également un critère important et, selon l'application envisagée, s'ajoute aussi le besoin de miniaturisation pour aller vers des microsystèmes permettant le développement de dispositifs portables pour des opérations sur site.Le travail de thèse présenté dans ce manuscrit est situé dans ce contexte et porte sur l'étude et la mise au point d'un système sensible, efficace et assez simple à mettre en œuvre permettant de réaliser des mesures de traces de gaz sélectives, en temps réel et in-situ. Ce système est basé sur la spectroscopie d'absorption par quartz (QEPAS, Quartz Enhanced PhotoAcoustic Spectrocopy) qui consiste en la mesure d'une onde acoustique générée après la relaxation non-radiative des molécules excitées par l'absorption de la lumière modulée émise par des diodes lasers accordables, à l'aide d'un diapason à quartz (QTF). Le fonctionnement des sources lasers accordables et du QTF ainsi que différentes configurations du spectrophone (association du micro-résonateur et du QTF) utilisés dans cette technique QEPAS sont détaillés. Une modélisation de l'onde acoustique et de la réponse du capteur est également proposée. Deux dispositifs ont été réalisés. Le premier, nommé banc QEPAS prototype, est dédié à la mesure de l'éthylène avec une diode laser DFB émettant à 3,32 µm. Le second dispositif est une nouvelle version de capteur QEPAS, plus compacte que des dispositifs existant actuellement, dans laquelle il est possible de placer tout type de diode laser commerciale montée dans des supports de type T0xx. Ce banc compact est utilisé pour la mesure de méthane avec notamment une diode laser DFB émettant à 3,26 µm
The need for trace gas analysis has increased in recent years due to an important concern of the public and industry on issues such as the control of emissions of air pollutants, environmental monitoring, health and security. It is therefore necessary to have the trace gas sensors able of high selectivity, sensitivity and a direct measurement in real time. The reliability of the measurement systems is also an important criterion, depending on the intended application, the need to move towards miniaturization of microsystems for the development of portable devices for on-site operations is also interesting.This thesis is in this context and focuses on the study and development of a sensitive, efficient and simple setup to make selective, in-situ and in real time measurements of trace gases. This system is based on quartz enhanced photoacoustic spectrocopy (QEPAS) which consists on the measurement of an acoustic wave generated by the non-radiative relaxation of the excited molecules after light absorption, with a quartz tuning fork (QTF). The operation of tunable laser sources, of QTF and different spectrophone configurations (combination of the micro-resonator and QTF) used in QEPAS technique are detailed. A model of the acoustic wave and the response of the sensor are also proposed. Two devices have been designed. The first one is a QEPAS prototype bench, dedicated to the measurement of ethylene with a DFB laser diode emitting at 3.32 µm. The second device is a new version of QEPAS sensor that is more compact than the currently existing devices and where it is possible to place any type of commercial laser diode. This compact bench is used for methane measurement with a DFB laser diode emitting at 3.26 µm

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Chari, Sangeetha. "Hydride Generation and Laser Spectroscopy Techniques for Trace Analytical Measurements of Antimony and Selenium." Connect to resource online, 2008. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=ysu1219424557.

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Kunati, Sandeep Reddy. "Trace Measurements of Tellurium, Tin and Other Metals by Atomic and Laser Spectroscopy Techniques." Connect to resource online, 2008. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=ysu1219695278.

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Seiter, Michael. "Novel pulsed difference-frequency laser sources for compact mid-infrared trace-gas sensors /." Zürich, 1999. http://e-collection.ethbib.ethz.ch/show?type=diss&nr=13354.

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Dissertations / Theses on the topic 'Laser tracer'

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