Interféromètre Doppler de phase (PDI)

Ces instruments sont utilisés dans la communauté de la pulvérisation pour fournir des données de la plus haute résolution pour les enquêtes universitaires et industrielles. Parmi les exemples de projets passés utilisant les analyseurs Doppler de phase chez Spraying Systems Co., on peut citer l'analyse détaillée de prototypes de buses pour l'industrie aérospatiale et l'optimisation de processus utilisant des buses dans un environnement à flux croisés.

• Évaluation
  de prototype de buse Une société d'ingénierie aérospatiale a contacté Spraying Systems Co. et était intéressée par la pulvérisation d'un matériau liquide à un débit spécifié. Il y avait des exigences spécifiques concernant la taille des gouttes et la distribution du volume. Après avoir modifié la conception d'une buse standard de Spraying Systems Co., le prototype de buse a été testé pour la distribution de la taille des gouttes à de nombreux endroits du jet. Ces tests ont confirmé que le jet était uniformément distribué, et ont validé les caractéristiques de taille de goutte moyenne et maximale.

• Cross-flow Spray Trajectory
  Afin de fournir des données de validation détaillées pour les simulations de pulvérisation, Spraying Systems Co. a acquis des mesures détaillées de la taille des gouttes, de la vitesse et de la distribution du volume en utilisant une buse standard à différents angles dans une soufflerie. Les résultats du PDI ont permis de valider les simulations détaillées dans des conditions de laboratoire. Les simulations ont ensuite été réalisées à des températures et des pressions accrues qui correspondaient aux paramètres de processus du client.

L'émetteur laser de l'instrument Doppler de phase émet deux faisceaux laser cohérents de même longueur d'onde (couleur). À l'intersection de ces lasers, un modèle d'interférence est formé par l'interférence constructive et destructive des deux lasers, et une fréquence d'onde d'interférence connue est générée. Une gouttelette, agissant comme un prisme, réfracte ce modèle d'interférence, et elle est détectée par le récepteur de l'instrument Doppler de phase et analysée pour déterminer les caractéristiques de la gouttelette.

Le décalage de fréquence du modèle d'interférence prédéterminé est proportionnel à la vitesse de la gouttelette ; cette méthode est communément appelée vélocimétrie Doppler laser, ou LDV. Il existe également trois détecteurs dans l'unité de réception de l'instrument Doppler de phase qui détectent le modèle de salve d'interférence ; le déphasage relatif de ce signal à chacun des détecteurs est proportionnel au diamètre de la gouttelette. Les instruments Doppler de phase comptent et analysent chaque modèle d'interférence au fur et à mesure qu'il est détecté, et caractérisent ainsi chaque gouttelette individuelle qui entre dans le volume de la sonde formé par les faisceaux laser qui se croisent ; il s'agit d'une méthode d'échantillonnage de flux.

En conjonction avec le PDPA, les instruments PDI fournissent des données avec la plus haute résolution spatiale, génèrent une combinaison unique de variables de sortie, et échantillonnent chaque gouttelette pour fournir des mesures de flux. La gamme inégalée de caractéristiques de sortie de la pulvérisation et la précision de la mesure font que les instruments sont capables de fournir les mesures les plus détaillées dans une pulvérisation. Les lasers de haute puissance permettent de mesurer la densité des gouttelettes d'un niveau léger à moyen, et de caractériser des points dans la zone de pulvérisation sans perte de précision due à l'entrée des gouttelettes dans les faisceaux laser en dehors de la zone d'intersection des lasers.

Cependant, grâce à ces avantages uniques, le temps de mesure est augmenté pour permettre de mesurer plusieurs points dans la zone de pulvérisation, et pour permettre une analyse étendue des données, qui est souvent nécessaire pour transformer les résultats en données exploitables.