Now that the development of autonomous driving is progressing, LiDAR has become an indispensable element. However, LiDAR is a device that uses lasers, and laser side effects may occur. One of them is the much-talked-about eye-safety, and developers have been satisfying this through laser characteristics and operation methods. But eye-safety is just one of the problems lasers pose. For example, irradiating a laser with a specific energy level or higher in a dusty environment can cause deterioration of the dust particles, leading to a sudden explosion. For this reason, the dust ignition proof regulations clearly state that "a source with a pulse period of less than 5 seconds is considered a continuous light source, and the average energy does not exceed 5 mJ/mm 2 or 35 mW" [2]. Energy of output optical power is limited by the law. In this way, the manufacturer cannot define the usage environment of the LiDAR, and the development of a LiDAR that can be used in such an environment can increase the ripple effect in terms of use in application fields using the LiDAR. In this paper, we develop a LiDAR with low optical power that can be used in environments where high power lasers can cause problems, evaluate its performance. Also, we discuss and present one of the directions for the development of LiDAR with laser power limited by dust ignition proof regulations.
추진제를 고에너지 금속 분말 연소시스템에 점화원으로 적용을 위한 기초 연구로서 strand burner를 이용하여 HTPB/AP/Al, HTPE/AP/Al 추진제의 연소특성을 고찰하였다. 실험은 아르곤을 사용하여 ~300 psia 까지 가압하였으며, 2개의 석영창을 이용하여 가시화하였다. 추진제 점화를 위해서 10 W의 $CO_2$ 레이저를 사용하였으며, 연소 속도 측정은 초고속 카메라를 활용한 프레임 분석 기법 및 광다이오드를 이용한 연소시간 분석 기법을 적용하였다. 스펙트로메터를 이용하여 300 nm ~ 800 nm, 1500 nm ~ 5000 nm 의 방출 스펙트럼을 분석하여 추진제 연소반응 시 발생하는 화학종을 확인하였다.
Mixture formation in the cylinder of a lean bum engine has been observed by Laser Induced Fluorescence technique. XeCl laser (308nm) was used to produce a laser sheet. 3-pentanone has been added to iso-octane fuel to produce fluorescence, the intensity of which is proportional to the concentration of the fuel. The laser sheet was introduced through the piston window and the fuel distribution in the vertical plane was observed through a side window. Comparison has been made for the cases of selected fuel injection timing as 0, 360, 405, and 450 CA. For the case of 0 and 360 CA injection, uniform fuel distribution in the combustion chamber has been obtained at the ignition time which is favorable for the high load mode. And the late injection cases, 405 and 450 CA, revealed the stratified formation of rich mixture around the spark plug. That extends the lean misfire limit and reduces cyclic variation in the low load mode.
This study aims to provide a fundamental data for directly injected hydrogen fuel engines. Spray, ignition and combustion characteristics of hydrogen were studied using constant volume chamber. For spray visualization, hydrogen was vertically injected into a combustion chamber at various condition, for example, injection pressure, ambient pressure. And an argon laser was used for the shadowgraph photography by applying optical method. Also, to investigate heat-release rate and flame propagations, spark was ignited on hydrogen injected at the different time after injection and the duration of injection was also changed. Processes of ignition and combustion were analyzed by heat-release rate calculated by pressure history and were observed by shadowgraph photography The results gave much knowledge of spray, ignition and combustion characteristics of hydrogen.
We have been setting up experiments on propagation of shock waves generated by the pulsed laser ablation. One side of a thin metal foil is subjected to laser ablation as a shock wave is generated from a localized spot of high intensity energy source. The resulting reactive shock wave, which penetrates through the foil is reflected by an acoustic impedance which causes the metal foil to high-strain rate deform. This short time physics is captured on an ICCD camera. The focus of our research is generating reactive shock wave and high strain rate deforming of thin metal foil for accelerating micro-particles to a very high speed on the orders of several thousand meter per second. Somce innovative applications of this device will be discussed.
Tunable KrF Excimer Laser is used here for measuring OH and $O_2$ density distribustion in an open $H_2$/air premixed flame and in a combustion bomb. Laser Rayleigh Scattering(LRS) and Planar Laser Induced Predissociative Fluorescence(PLIPF) methods are used to obtain two-dimensional images of total and specific densities. Laser Excitation wavelengths are calibrated via flame images and combustion bomb images show good qualitative a greement with theoretical calculation. Furthermore images in a combustion bomb can be developed to study real Spark-Ignition engine combustions. Our experimental images show that there are no more collisional quenching problem at high pressure environment(including atmospheric pressure) using predissociative fluorescence technique. Further development to obtain two-dimensional temperature dustribution is ready to use eventhough it is not reported in this paper.
We analyzed the damage effect on Glass Fibre Reinforced Plastics(GFRP) under air flow by irradiation of continuous wave near-IR laser. Damage process and temporal temperature distribution were demonstrated and material characteristics were observed with laser intensity, surface flow speed and angle. Surface temperature on GFRP rapidly increased with laser intensity, and the damaged pattern was different with flow characteristics. In case of no flow, penetration on GFRP by burning and flame generation after laser irradiation was appeared at once. GFRP was penetrated by the heat generated from resin ignition. In case of laser irradiation under flow, a flame generated after burning extinguished at once by flow and penetration pattern on GFRP were differently shown with flow angle. From the results, we presented the damage process and its mechanism.
The penetration depth and the size distribution of the droplets of fuel sprays are important in the operation of spark-ignition MPI engines. A fluorescence/scattering image technique for droplet sizing was applied to measure th edroplet size distribution in non-evaporating gasoline sprays. The fluorescence and scattering lights were imaged simultaneously by the two-dimensional visualization system composed of a laser sheet, a doubling prism, optical filters, and a CCD camera. Quantitative droplet size distributions were extracted from evaluating the ratio of the two light densities. The mean droplet size measured by the fluorescence/scattering technique was compared with the result obtained by the enlarged photographs of droplets. The fluorescence/scattering image technique also gives the useful information of the characteristics of droplet impingement in a inclined wall.
Rayleigh Scattering Cross Sections($\sigma$i) of various gases and the temperature distributions of premixes C3H8/O2 flame are measured by high power KrF(248nm) Exci- mer laser and ICCD camera. Results show that $\sigma$i of O2 and Propane(C3H8) gases agree well in the 5% error range, but of H2 has the more or less difference from the calcul- ated value by other groups. This is attributed to the low RS signal of H2 to Nosie level(S/N ratio). The temperature distributions of flame range out between 300K in the air and about 2000K in the burned area. In this temperature range, out system has the about 250K temperature resolution. Because low RS signals in the reaction area with high temperature are affected highly by noises, temperature uncertainty of this area is relatively high to another part of flame. Experimental results show that UV Rayleigh Scattering can be used for the measurement of mixing ratio of mixed gases and the temperature distributions of flame. Especially, this technique can be applied for the measurement of the mixing ratio of air/fuel before the ignition and the flame structure after the ignition inside the Engine.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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