레이저 시트 영상 장치 (LSI)

LSI 기기는 비간섭 측정 기술의 고유한 조합과 가능한 가장 높은 스프레이 분포 분해능을 제공합니다. Spraying Systems Co.에서 레이저 시트 영상 장치를 사용한 과거 프로젝트의 예에는 가스 컨디셔닝 어플리케이션을 위한 교차 흐름 측정의 상세한 스프레이 및 펄스 인젝터 노즐을 사용한 상세한 순간적인(실시간) 스프레이 분포 평가가 포함됩니다.

• 횡류 스프레이 분포(Cross-flow Spray Distribution)
  가스 컨디셔닝 어플리케이션에서 스프레이 분포를 최적화하기 위해 윈드 터널 내에 노즐을 배치하고 다양한 교차 흐름 각도(즉, 윈드 터널 흐름에 대한 노즐 방향 각도)에서 액체 분포를 측정했습니다. 최적의 노즐 각도를 결정하기 위해 LSI 평면 분포 이미지를 획득하고 평균화하여 스프레이 균일성과 커버리지를 최대화하면서 벽면 습윤을 최소화했습니다.

• NOx 인젝터 과도 스프레이 개발
  한 고객은 자체 제작한 인젝션 노즐의 분사 개방/폐쇄 단계 동안의 스프레이 분사패턴(분포)을 특성화하는데 관심이 있었습니다. LSI 시스템은 할당된 시간-지연(time-delay)과 함께 인젝션 펄스로 작동하도록 설정되어 인젝션 시작 시간과 관련하여 여러 번 많은 이미지를 촬영합니다. 그런 다음 이러한 이미지를 조합-평균화하여 주입 기간의 여러 단계에서 평균 스프레이 분포를 제공했습니다. 일반적으로 인젝션 시작 및 중단 부분에서 불균일한 분사 패턴이 발생함을 알 수 있었습니다.

LSI는 발산 렌즈를 통과하는 단시간 펄스 레이저를 사용하여 스프레이 패턴의 평면 단면을 조명합니다. 짧은 레이저 펄스는 이미징되는 스프레이 입자를 효과적으로 고정시킵니다. 입자는 레이저 빛을 산란시키고 레이저 펄스로 작동되는 카메라는 레이저 평면 내의 입자경을 이미지화합니다. 대역 통과 광 필터가 카메라 렌즈에 부착되어 레이저 파장의 빛만 CCD 센서로 통과하도록 하여 기본적으로 모든 면외 입자들을 시야에서 제거합니다.

• 미 이론 (The Mie Theory)
  일반적으로 물(water)은 LSI 측정 중에 스프레이 매체로 사용됩니다. 물방울은 Mie 이론에 따라 레이저 광을 산란시키며, 그 결과 표면적과 동일한 각 물방울에서 조명이 발생합니다. 조합된 평균 결과는 총 스프레이 표면적을 나타내는 평면 분포입니다. 이는 많은 경우에 체적 분포와 유사하지만 스프레이 농도 분포라고 하는 경우가 많으며 스프레이 농도가 높은 구역과 낮은 구역을 평가하는데 유용합니다.

• 레이저 유도 형광 (LIF; Laser Induced Fluorescence) 방법
  LSI 기기에서 부피 분포 측정값을 얻으려면 스프레이 재료를 도핑제로 처리해야 합니다. LIF(레이저 유도 형광) 측정은 스프레이 재료의 염료를 사용합니다. 이 염료는 LSI 레이저에서 방출되는 빛의 파장에 노출될 때 전체 입자에서 빛을 방출합니다. 따라서 LIF 방법은 스프레이 입자 부피를 나타내는 평면 스프레이 분포를 생성합니다.

Mie 또는 LIF 측정에서 평균 평면 스프레이 분포에 도달하기 위해 일반적으로 많은 순간 이미지가 수집되고, 조합-평균화됩니다.

LSI 시스템은 농도 또는 부피 분포를 나타낼 수 있는 높은 공간 분해능 스프레이 분포 결과를 제공합니다. 평균 표현으로 조합-평균을 낼 수 있는 즉각적인 평면 스프레이 분포 결과가 획득됩니다. 시스템은 여러 주기에 걸쳐 일시적인 스프레이 현상 효과를 해결하기 위해 작동될 수 있습니다. 스프레이 단면의 레이저 시트 조명의 비간섭 특성으로 인해 2차원 스프레이 패턴을 자세히 관찰할 수 있는 최고 품질의 평면 스프레이 분포 측정이 가능합니다.

LSI 시스템은 입자 크기 정보를 제공하지 않습니다. 따라서 추가 특성을 제공하기 위해 많은 입자 크기 측정 장비 중 하나와 함께 사용되는 경우가 많습니다.