Interferometro Doppler di fase (PDI)

Questi strumenti vengono usati nella comunità degli spruzzatori per fornire dati ad altissima risoluzione sia per indagini accademiche che industriali. Esempi di progetti passati che utilizzano gli analizzatori phase Doppler di Spraying Systems Co. includono l'analisi dettagliata di prototipi di ugelli per l'industria aerospaziale e l'ottimizzazione del processo usando ugelli in un ambiente a flusso incrociato.

• Valutazione prototipo
  di ugello Un'azienda di ingegneria aerospaziale ha contattato Spraying Systems Co. ed era interessata a spruzzare un materiale liquido ad una velocità di flusso specifica. C'erano requisiti specifici per la dimensione delle gocce e la distribuzione del volume. Dopo aver modificato il design di un ugello standard di Spraying Systems Co., l'ugello prototipo è stato testato per la distribuzione delle dimensioni delle gocce in molti punti del getto. Questi test hanno confermato che lo spruzzo era distribuito uniformemente e hanno convalidato le caratteristiche di dimensione media e massima delle gocce.

• Traiettoria dello spruzzo a flusso incrociato
  Per fornire dati di convalida dettagliati per le simulazioni di spruzzo, Spraying Systems Co. ha acquisito misure dettagliate di dimensione delle gocce, velocità e distribuzione del volume usando un ugello standard a varie angolazioni in una galleria del vento. I risultati PDI hanno permesso di convalidare le simulazioni dettagliate in condizioni di laboratorio. Le simulazioni sono state poi eseguite a temperature e pressioni maggiori che corrispondevano ai parametri di processo del cliente.

L'unità trasmettitore laser dello strumento phase Doppler emette due raggi laser coerenti della stessa lunghezza d'onda (colore). All'intersezione di questi laser si forma un modello di interferenza dall'interferenza costruttiva e distruttiva dei due laser e si genera una frequenza d'onda di interferenza nota. Una gocciolina, agendo come un prisma, rifrange questo schema di interferenza, che viene rilevato dall'unità ricevente dello strumento Doppler di fase e analizzato per determinare le caratteristiche della gocciolina.

Lo spostamento di frequenza dello schema di interferenza predeterminato è proporzionale alla velocità della gocciolina; questo metodo è comunemente conosciuto come Laser Doppler Velocimetry, o LDV. Inoltre, ci sono tre rilevatori all'interno dell'unità ricevente dello strumento Doppler di fase che rilevano il modello di burst di interferenza; lo spostamento di fase relativo di questo segnale a ciascuno dei rilevatori è proporzionale al diametro della gocciolina. Gli strumenti phase Doppler contano e analizzano ogni modello di interferenza man mano che viene rilevato e quindi caratterizzano ogni singola gocciolina che entra nel volume della sonda formato dai fasci laser intersecanti; questo è un metodo di campionamento del flusso.

Insieme al PDPA, gli strumenti PDI forniscono dati con la massima risoluzione spaziale, generano una combinazione unica di variabili in uscita e campionano ogni gocciolina per fornire misurazioni di flusso. La gamma ineguagliata di caratteristiche dello spray in uscita e la precisione della misurazione rendono gli strumenti in grado di fornire le misurazioni più dettagliate all'interno di uno spray. I laser ad alta potenza permettono la misurazione all'interno di un livello da leggero a medio di densità delle gocce dello spruzzo e permettono la caratterizzazione di punti all'interno del modello di spruzzo senza una perdita di accuratezza dovuta alle gocce che entrano nei raggi laser al di fuori della regione di intersezione del laser.

Tuttavia, a causa di questi vantaggi unici, il tempo di misurazione viene aumentato per permettere la misurazione di più punti all'interno del modello di spruzzo e per permettere un'analisi dei dati estesa, che spesso è necessaria per elaborare i risultati in dati utilizzabili.