Imposizione laser di fogli

Lo strumento LSI fornisce una combinazione unica di una tecnica di misurazione non intrusiva con la massima risoluzione possibile della distribuzione dello spruzzo. Esempi di progetti passati che utilizzano l'imaging con foglio laser alla Spraying Systems Co. includono misurazioni dettagliate dello spruzzo in flusso incrociato per applicazioni di condizionamento del gas e valutazione dettagliata della distribuzione dello spruzzo transitorio utilizzando un ugello iniettore a impulsi.

• Distribuzione dello spray a flusso incro
  ciato Per ottimizzare la distribuzione dello spray in un'applicazione di condizionamento del gas, un ugello è stato posizionato all'interno della galleria del vento e la distribuzione del liquido è stata misurata a vari angoli di flusso incrociato (cioè l'angolo di orientamento dell'ugello rispetto al flusso della galleria del vento). Sono state acquisite e mediate immagini di distribuzione planare LSI per determinare l'angolo ottimale dell'ugello per massimizzare l'uniformità e la copertura dello spruzzo minimizzando la bagnatura delle pareti.

• NOx Injector Transient Spray Development
  Un cliente si è rivolto a Spraying Systems Co. ed era interessato a caratterizzare la distribuzione dello spray durante le fasi di apertura/chiusura dell'iniezione del loro ugello ad iniezione proprietario. Il sistema LSI è stato impostato per scattare con l'impulso di iniezione, con un ritardo temporale assegnato, per catturare molte immagini in tempi multipli rispetto al tempo di inizio dell'iniezione. Queste immagini sono state poi sommate per fornire una distribuzione media dello spruzzo in molte fasi del periodo di iniezione. In generale, si è riscontrato che un modello di spruzzo non uniforme è stato generato nelle porzioni di inizio e fine dell'iniezione.

LSI usa un laser pulsato di breve durata, che viene fatto passare attraverso una lente divergente, per illuminare una sezione trasversale planare del modello di spruzzo. Il breve impulso laser congela efficacemente le goccioline dello spray mentre vengono riprese. Le goccioline disperdono la luce laser e una telecamera, che viene attivata con l'impulso laser, immagina le goccioline all'interno del piano laser. Sull'obiettivo della macchina fotografica è applicato un filtro passa-banda che permette solo alla luce della lunghezza d'onda del laser di passare al sensore CCD, eliminando essenzialmente dalla vista tutte le goccioline fuori dal piano

• La teoria di Mie
  Tipicamente si usa l'acqua come mezzo di spruzzo durante le misure LSI. Le goccioline d'acqua disperdono la luce laser secondo la teoria di Mie, il che risulta nell'illuminazione di ogni gocciolina equivalente alla sua area superficiale. Il risultato medio dell'insieme è una distribuzione planare rappresentativa dell'area superficiale totale dello spray. Sebbene sia simile alla distribuzione di volume in molti casi, viene spesso indicata come la distribuzione della concentrazione dello spray ed è istruttiva per valutare le regioni locali di alta vs. bassa concentrazione dello spray.

• Metodo della Fluorescenza Indotta dal Laser (LIF)
  Per ottenere misurazioni della distribuzione del volume dallo strumento LSI, è necessario trattare il materiale spray con un agente drogante. Le misurazioni di fluorescenza indotta dal laser (LIF) usano un colorante nel materiale dello spray che, se sottoposto alla lunghezza d'onda della luce emessa dal laser LSI, fa sì che l'intera goccia emetta luce. Pertanto, il metodo LIF risulta in distribuzioni di spruzzo planari che sono rappresentative del volume della goccia spruzzata.

In entrambe le misurazioni Mie o LIF, molte immagini istantanee vengono tipicamente acquisite e mediate insieme per arrivare ad una distribuzione di spruzzo planare media.

Il sistema LSI fornisce un risultato di distribuzione spray ad alta risoluzione spaziale che può essere rappresentativo della concentrazione o della distribuzione di volume. Si acquisiscono risultati di distribuzione spray planari istantanei che possono essere mediati in ensemble in rappresentazioni medie. Il sistema può essere attivato per risolvere effetti transitori di sviluppo dello spruzzo su più cicli. La natura non intrusiva dell'illuminazione del foglio laser della sezione trasversale dello spruzzo permette misurazioni della distribuzione planare dello spruzzo di altissima qualità, il che consente un'osservazione dettagliata del modello bidimensionale dello spruzzo

Il sistema LSI non fornisce informazioni sulle dimensioni delle gocce; quindi viene spesso usato insieme ad uno dei tanti strumenti di misurazione delle dimensioni delle gocce per fornire un'ulteriore caratterizzazione.