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TDLAS 기반 레이저 빔 3차원 배열을 이용한 가스 측정 방법에 있어서, 측정부에서 가스(Gas)가 발생되는 측정 영역에 3차원으로 배열된 레이저 빔들을 통과시키는 단계; 및 3차원으로 배열된 상기 레이저 빔들 간의 상관계수(coefficient of cross-correlation)를 검출하여 상기 측정 영역을 통과하는 가스의 속도 분포를 측정하는 단계를 포함하고, 상기 3차원으로 배열된 상기 레이저 빔들 간의 상관계수(coefficient of cross-correlation)를 검출하여 상기 측정 영역을 통과하는 가스의 속도 분포를 측정하는 단계는, TDLAS(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)를 기반으로 측정부의 각 층(layer)에서 상기 레이저 빔이 상기 측정 영역을 통과 후 나오는 광학 신호로부터 실시간 흡수스펙트럼을 획득하여, 상기 측정 영역에서 상기 레이저 빔에 의해 형성되는 각 격자상에서의 각 셀(cell)의 흡수계수들끼리의 상관계수(coefficient of cross-correlation)를 계산한 다음, 상기 상관계수가 가장 큰 값을 가진 곳이 동일한 가스가 통과한 것으로 판단하여, 상기 동일한 가스가 통과한 지점간의 거리를 흡수스펙트럼을 통해 얻어낸 시각 차이로 나누어 속도 분포를 구하는 것을 특징으로 하는 TDLAS 기반 레이저 빔 3차원 배열을 이용한 가스 측정 방법
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제1항에 있어서,상기 측정부에서 가스(Gas)가 발생되는 측정 영역에 3차원으로 배열된 레이저 빔들을 통과시키는 단계는, 상기 측정부의 상기 측정 영역으로 가변파장 레이저(tunable laser) 빔을 조사하는 단계; 조사된 상기 레이저 빔을 빔 스플리터를 이용하여 복수개의 빔으로 분할하는 단계; 및 분할된 상기 복수개의 빔을 집광부를 이용하여 가스가 발생하는 상기 측정 영역의 상기 측정 영역을 통과시키는 단계를 포함하는 TDLAS 기반 레이저 빔 3차원 배열을 이용한 가스 측정 방법
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제1항에 있어서,상기 3차원으로 배열된 상기 레이저 빔들 간의 상관계수를 검출하여 상기 측정 영역을 통과하는 가스의 속도 분포를 측정하는 단계는, 3차원으로 배열된 상기 레이저 빔들이 상기 측정부의 각 층(layer)에서 상기 측정 영역을 통과한 다음 얻어진 광학 신호로부터 통과 단면의 2차원 속도 분포를 측정하는 것을 특징으로 하는 TDLAS 기반 레이저 빔 3차원 배열을 이용한 가스 측정 방법
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제1항에 있어서,상기 3차원으로 배열된 상기 레이저 빔들 간의 상관계수를 검출하여 상기 측정 영역을 통과하는 가스의 속도 분포를 측정하는 단계는, 상기 측정부의 각 층(layer)에서 상기 레이저 빔이 상기 측정 영역을 통과 후 나오는 광학 신호를 획득하는 단계; 상기 광학 신호로부터 실시간 흡수스펙트럼을 이용하여, 상기 측정 영역의 각 격자상에서의 흡수계수들끼리의 상관계수(coefficient of cross-correlation)를 계산하는 단계; 및 상기 상관계수가 가장 큰 값을 가진 곳이 동일한 가스가 통과한 것으로 판단하여, 상기 동일한 가스가 통과한 지점간의 거리를 흡수스펙트럼을 통해 얻어낸 시각 차이로 나누어 속도 분포를 구하는 단계를 포함하는 TDLAS 기반 레이저 빔 3차원 배열을 이용한 가스 측정 방법
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제1항에 있어서,온도와 특정파장에서의 레이저의 흡수강도 특성을 기반으로 상기 측정 영역의 상기 레이저 빔이 교차하는 지점에서 특정파장에서의 흡수특성을 재구성(reconstruction)하여 상기 가스의 이론상 온도 및 농도 분포를 계산하는 단계를 더 포함하고, 상기 3차원 배열의 레이저 빔을 이용하여 상기 측정 영역에 통과시킴으로써 상기 가스의 온도 분포, 농도 분포 및 속도 분포를 동시에 측정하는 것을 특징으로 하는 TDLAS 기반 레이저 빔 3차원 배열을 이용한 가스 측정 방법
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제5항에 있어서,상기 가스의 이론상 온도 및 농도 분포를 계산하는 단계는, 상기 측정 영역을 통과한 상기 레이저 빔의 흡수특성을 감지하는 단계; 및 상기 측정 영역을 통과한 상기 레이저 빔의 광학 신호를 분석하고 온도 및 농도 분포를 계산하는 단계를 포함하는 TDLAS 기반 레이저 빔 3차원 배열을 이용한 가스 측정 방법
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제5항에 있어서,상기 가스의 이론상 온도 및 농도 분포를 계산하는 단계는, 상기 레이저 빔의 특정파장에서의 흡수스펙트럼에 대한 자동 피팅(fitting) 방식으로 토모그래피 기술을 이용하여 재구성(reconstruction)하는 것을 특징으로 하는 TDLAS 기반 레이저 빔 3차원 배열을 이용한 가스 측정 방법
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제7항에 있어서,상기 가스의 이론상 온도 및 농도 분포를 계산하는 단계는, 상기 가스의 임의의 온도에서의 흡수스펙트럼 분포를 이용하여 특정파장에서 자동적으로 파형을 넓히거나 좁히는 방법으로 이론상의 파형과 실험상의 파형을 반복 비교하여 최종적으로 닮은 파형을 확정하고 가스의 이론상의 온도 및 농도를 계산하는 것을 특징으로 하는 TDLAS 기반 레이저 빔 3차원 배열을 이용한 가스 측정 방법
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제8항에 있어서,상기 가스의 이론상 온도 및 농도 분포를 계산하는 단계는, 상기 흡수스펙트럼 분포를 이용하여 피크 값 중 복수 개의 특정파장을 선택하는 단계; 상기 특정파장에서 자동적으로 파형을 넓히거나 좁히는 방법으로 이론상의 파형과 실험상의 파형을 반복 비교하는 단계; 기설정된 오차 범위 내에서 최종 파형을 확정하는 단계; 및 확정된 최종 파형에서 상기 가스의 이론상의 온도 및 농도를 계산하는 단계를 포함하고, 상기 실험상의 파형은 가스의 2차원 온도 및 농도 분포 동시 측정 장치를 이용한 실험에서 획득되거나 기설정된 데이터로 주어지는 것을 특징으로 하는 TDLAS 기반 레이저 빔 3차원 배열을 이용한 가스 측정 방법
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TDLAS 기반 레이저 빔 3차원 배열을 이용한 가스 측정 시스템에 있어서, 가스(Gas)가 발생되는 측정 영역에 3차원으로 배열된 레이저 빔들을 통과시키는 레이저부; 및 3차원으로 배열된 상기 레이저 빔들 간의 상관계수(coefficient of cross-correlation)를 검출하여 상기 측정 영역을 통과하는 가스의 속도 분포를 측정하는 가스 측정부를 포함하고, 상기 가스 측정부는, TDLAS(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)를 기반으로 측정부의 각 층(layer)에서 상기 레이저 빔이 상기 측정 영역을 통과 후 나오는 광학 신호로부터 실시간 흡수스펙트럼을 획득하여, 상기 측정 영역에서 상기 레이저 빔에 의해 형성되는 각 격자상에서의 각 셀(cell)의 흡수계수들끼리의 상관계수(coefficient of cross-correlation)를 계산한 다음, 상기 상관계수가 가장 큰 값을 가진 곳이 동일한 가스가 통과한 것으로 판단하여, 상기 동일한 가스가 통과한 지점간의 거리를 흡수스펙트럼을 통해 얻어낸 시각 차이로 나누어 속도 분포를 구하는 것을 특징으로 하는 TDLAS 기반 레이저 빔 3차원 배열을 이용한 가스 측정 시스템
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제10항에 있어서,상기 레이저부는, 상기 측정부의 상기 측정 영역으로 가변파장 레이저(tunable laser) 빔을 조사하는 레이저; 상기 레이저에서 조사된 상기 레이저 빔을 복수개의 빔으로 분할하는 빔 스플리터; 및 상기 빔 스플리터에서 분할된 상기 복수개의 빔을 가스가 발생하는 상기 측정부의 상기 측정 영역을 통과시키는 집광부를 포함하는 TDLAS 기반 레이저 빔 3차원 배열을 이용한 가스 측정 시스템
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제10항에 있어서,상기 가스 측정부는, 3차원으로 배열된 상기 레이저 빔들이 상기 측정부의 각 층(layer)에서 상기 측정 영역을 통과한 다음 얻어진 광학 신호로부터 통과 단면의 2차원 속도 분포를 측정하는 것을 특징으로 하는 TDLAS 기반 레이저 빔 3차원 배열을 이용한 가스 측정 시스템
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제10항에 있어서,상기 가스 측정부는, 상기 측정부의 각 층(layer)에서 상기 레이저 빔이 상기 측정 영역을 통과 후 나오는 광학 신호를 획득하는 검출부; 상기 광학 신호로부터 실시간 흡수스펙트럼을 이용하여, 상기 측정 영역의 각 격자상에서의 흡수계수들끼리의 상관계수(coefficient of cross-correlation)를 계산하는 분석부; 및 상기 상관계수가 가장 큰 값을 가진 곳이 동일한 가스가 통과한 것으로 판단하여, 상기 동일한 가스가 통과한 지점간의 거리를 흡수스펙트럼을 통해 얻어낸 시각 차이로 나누어 속도 분포를 구하는 계산부를 포함하는 TDLAS 기반 레이저 빔 3차원 배열을 이용한 가스 측정 시스템
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제10항에 있어서,상기 가스 측정부는, 온도와 특정파장에서의 레이저의 흡수강도 특성을 기반으로 상기 측정 영역의 상기 레이저 빔이 교차하는 지점에서 특정파장에서의 흡수특성을 재구성(reconstruction)하여 상기 가스의 이론상 온도 및 농도 분포를 계산하며, 상기 3차원 배열의 레이저 빔을 이용하여 상기 측정 영역에 통과시킴으로써 상기 가스의 온도 분포, 농도 분포 및 속도 분포를 동시에 측정하는 것을 특징으로 하는 TDLAS 기반 레이저 빔 3차원 배열을 이용한 가스 측정 시스템
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제14항에 있어서,상기 가스 측정부는, 상기 레이저 빔의 특정파장에서의 흡수스펙트럼에 대한 자동 피팅(fitting) 방식으로 토모그래피 기술을 이용하여 재구성(reconstruction)하며, 상기 가스의 임의의 온도에서의 흡수스펙트럼 분포를 이용하여 특정파장에서 자동적으로 파형을 넓히거나 좁히는 방법으로 이론상의 파형과 실험상의 파형을 반복 비교하여 최종적으로 닮은 파형을 확정하고 가스의 이론상의 온도 및 농도를 계산하는 것을 특징으로 하는 TDLAS 기반 레이저 빔 3차원 배열을 이용한 가스 측정 시스템
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