Abstract in German:

In der vorliegenden Dissertation wurden die Gasphasen-Fluoreszenzeigenschaften von häufig verwendeten Tracer-Molekülen für Laser-induzierte Fluoreszenz (LIF) als Funktion von Temperatur, Druck und Stoßgaszusammensetzung untersucht. Diese Daten sind unerlässlich für quantitative LIF-Messungen zur Untersuchung von Gasphasen-Mischungsprozessen, beispielsweise in Verbrennungsmotoren. Dazu wurde eine Hochdruck-Hochtemperatur-Zelle aufgebaut für Experimente im Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 1400 K bei Drücken von 1–10 bar und variabler Stoßgaszusammensetzung. Diese Messbedingungen sind von höchster Wichtigkeit für Diagnostik in Verbrennungsmotoren und Gasmischprozessen. In dieser Arbeit wurden Fluoreszenzlebensdauern und -spektren der häufig verwendeten Tracer-Spezies Toluol und Naphthalin als Vertreter der aromatischen Tracer im Bereich 296–1200 K bei Drücken von 1–10 bar für N2, Luft und CO2 als Stoßgas untersucht. Eine systematische Untersuchung der Stoßlöschung (Quenching) der Fluoreszenz von aromatischen Tracern durch O2 vervollständigt das Bild. Bisher eher selten als Tracer eingesetzt, ist Anisol eine verheißungsvolle Alternative, die in typischen Systemen ein bis zu 100fach stärkeres Signal als Toluol liefern kann. Daher wurden von Anisol Fluoreszenzspektren und -lebensdauern bei Temperaturen von 296–1000 K bei 1–10 bar in N2 und der Stoßlösch-Einfluss von O2 bei 1 bar Gesamtdruck untersucht. Für die häufig verwendeten ketonischen Tracer Aceton und 3-Pentanon wurden Fluoreszenz-Lebensdauern in Abhängigkeit von der Temperatur bestimmt. Für alle hier untersuchten aromatischen Tracer wurden vorhandene (Toluol) phänomenologische Modelle erweitert bzw. neue entwickelt (Naphthalin, Anisol). Durch die hohen erreichbaren Temperaturen in der Messzelle konnten an den unter-suchten Tracern Messungen zu deren Pyrolyseverhalten durchgeführt werden. Neben dem erwarteten Verschwinden des Fluoreszenzsignals der ursprünglichen Tracer konnten fluoreszierende Pyrolyse-Produkte beobachtet werden. Diese in-situ gebildeten Spezies eröffnen möglicherweise neue diagnostische Möglichkeiten. Die untersuchten aromatischen Tracer wurden zu Demonstrationsmessungen in einem Experiment mit einer Kraftstoff-Einspritzdüse eingesetzt. Eine Diskussion über die Anwendbarkeit der jeweiligen Tracer-Substanz in Bezug auf das zu erreichendes Signal-Rausch-Verhältnis und die Signalintensität pro Molekül rundet diese Arbeit ab.