Die Herausforderung
CSIRO Black Mountain (Land and Water Flagship) und CSIRO Aspendale Victoria (Oceans and Atmosphere Flagship) haben nationale Buschfeuer-Forschungseinrichtungen eingerichtet, die die Verbrennung und Ausbreitung von Buschfeuern testen. Dies dient der Verbesserung des Brandschutzes und der Brandbekämpfung für alle australischen Gemeinden. Dies ist auch für die Gesundheit von Bedeutung, da die Rauchemissionen von Bränden vorhergesagt werden können und unter bestimmten Bedingungen die Entscheidung getroffen werden kann, ein Feuer zu entzünden oder nicht.)
Das CSIRO-Pyrotron ist ein 25 Meter langer feuerfester Windkanal mit einem Arbeitsbereich für die Durchführung von Experimenten und einem gläsernen Beobachtungsbereich. Ziel des Pyrotron ist es, Buschbrände mit verschiedenen Brennstoffen und Verbrennungsbedingungen zu simulieren und Gase und Partikel zu messen. Das Pyrotron verbessert die Forschung über das Verhalten von Buschfeuern, die in Feldversuchen aufgrund der Feuerintensität, der Hitze und der Sicherheitsbedenken nicht möglich ist.
CSRIO musste präzise Messungen von Treibhausgasen (CH4/CH2/H2O) und auch von N2O/CO bei bis zu 10 Hz unter normalen Feldbedingungen durchführen. Die Spurengasmessungen mussten während einer Buschfeuersimulation (oder eines Brandes) durchgeführt werden, da das Pyrotron eine große Hitze erzeugen kann.
Aufgrund der großen Hitzeentwicklung konnte CISRO keine herkömmlichen Cavity-Ring-Down-Spektroskopie-Instrumente (CRDS) verwenden, da diese auf präzise Messbedingungen angewiesen sind. CRDS wurde als ungeeignet für die am Pyrotron erforderlichen Messbedingungen und Präzisionsniveaus angesehen.
Die Lösung
Acoem war in der Lage, CSIRO zu unterstützen, indem es die THG- und N2O/CO-Analysatoren von Los Gatos Research (LGR) vorschlug (wir verwendeten auch den CH4/CO2-Analysator), da diese eine patentierte Technik namens Off Axis – Integrated Cavity Output Spectroscopy (OA-ICOS) verwenden, die nicht von einer präzisen Geräteausrichtung abhängig ist.
Das Ergebnis
Die LGR-Instrumente wurden erfolgreich um das Pyrotron herum eingesetzt. Trotz der hohen Temperaturen, die um die Instrumente herum erzeugt wurden, lagen die gemessenen Daten (mit bis zu 10 Hz) innerhalb des Bereichs und mit der von CSIRO geforderten Genauigkeit.
Die Genauigkeit der Daten konnte auch unabhängig mit einem FTIR-Instrument überprüft werden, und CSIRO konnte diese Daten bei der Entwicklung neuer Modelle für die Ausbreitung von Buschfeuern verwenden (der FTIR/LGR-Vergleich war (im Hinblick auf die Projektziele) eher für die Rauchvorhersage relevant, konnte aber auch für die Vorhersage der Brandausbreitung verwendet werden) Die Daten sollen den Feuerwehrbehörden in ganz Australien zur Verfügung gestellt werden.
Die Leistung der LGR-Instrumente wurde in Bezug auf Genauigkeit, Präzision, Empfindlichkeit, Linearität und Dynamik sowie Benutzerfreundlichkeit als dem CDRS überlegen angesehen.
