Imagistică cu laser pentru foi

Instrumentul LSI oferă o combinație unică între o tehnică de măsurare neintruzivă și cea mai mare rezoluție posibilă a distribuției de pulverizare. Printre exemplele de proiecte anterioare care au utilizat imagistica cu laser în foi la Spraying Systems Co. se numără măsurători detaliate ale pulverizării în flux transversal pentru aplicații de condiționare a gazelor și evaluarea detaliată a distribuției pulverizării în regim tranzitoriu cu ajutorul unei duze de injecție cu impulsuri.

• Distribuția pulverizării înfluxtransversal
  Pentru a optimiza distribuția pulverizării într-o aplicație de condiționare a gazelor, o duză a fost plasată în tunelul aerodinamic și distribuția lichidului a fost măsurată la diferite unghiuri de flux transversal (adică unghiul de orientare a duzei în raport cu fluxul din tunelul aerodinamic). Imaginile de distribuție plană LSI au fost achiziționate și mediate pentru a determina unghiul optim al duzei pentru a maximiza uniformitatea și acoperirea pulverizării, minimizând în același timp umezirea pereților.

• Dezvoltarea jetului tranzitoriu al injectorului de NOx
  Un client a contactat Spraying Systems Co. și a fost interesat să caracterizeze distribuția jetului în timpul fazelor de deschidere/închidere a injecției de la duza de injecție proprie. Sistemul LSI a fost configurat pentru a se declanșa odată cu impulsul de injecție, cu o întârziere de timp atribuită, pentru a capta mai multe imagini la mai multe momente în raport cu momentul de început al injecției. Aceste imagini au fost apoi mediate în ansamblu pentru a furniza o distribuție medie a pulverizării în mai multe etape ale perioadei de injecție. În general, s-a constatat că în porțiunile de început și de sfârșit ale injecției a fost generat un model de pulverizare neuniform.

LSI utilizează un laser pulsat de scurtă durată, care trece printr-o lentilă divergentă, pentru a ilumina o secțiune transversală plană a modelului de pulverizare. Impulsul laser de scurtă durată îngheață efectiv picăturile de pulverizare în timp ce sunt imaginate. Picăturile împrăștie lumina laserului, iar o cameră, care este declanșată odată cu impulsul laser, imaginează picăturile în interiorul planului laser. Un filtru de lumină trece-banda este atașat la obiectivul camerei, care permite doar luminii cu lungimea de undă a laserului să treacă către senzorul CCD, eliminând practic toate picăturile din afara planului de vizualizare

• Teoria lui Mie
  În mod obișnuit, în timpul măsurătorilor LSI se folosește apa ca mediu de pulverizare. Picăturile de apă împrăștie lumina laserului în conformitate cu teoria Mie, ceea ce duce la o iluminare a fiecărei picături echivalentă cu suprafața acesteia. Rezultatul mediu al ansamblului este o distribuție plană reprezentativă pentru suprafața totală a pulverizării. Deși aceasta este similară distribuției volumului în multe cazuri, este adesea menționată ca distribuție a concentrației de pulverizare și este instructivă pentru a evalua regiunile locale cu concentrație mare vs. mică a pulverizării.

• Metoda de fluorescență indusă cu laser (LIF)
  Pentru a obține măsurători ale distribuției volumului cu ajutorul instrumentului LSI, este necesar să se trateze materialul de pulverizare cu un agent de dopaj. Măsurătorile de fluorescență indusă de laser (LIF) utilizează un colorant în materialul de pulverizare care, atunci când este supus lungimii de undă a luminii emise de laserul LSI, face ca întreaga picătură să emită lumină. Astfel, metoda LIF are ca rezultat distribuții de pulverizare planare care sunt reprezentative pentru volumul picăturilor de pulverizare.

În cazul măsurătorilor Mie sau LIF, se obțin de obicei mai multe imagini instantanee și se calculează media ansamblului pentru a se obține o distribuție plană medie a pulverizării.

Sistemul LSI oferă un rezultat de distribuție a pulverizării cu rezoluție spațială ridicată, care poate fi reprezentativ fie pentru concentrația, fie pentru distribuția volumului. Se obțin rezultate instantanee ale distribuției planare de pulverizare, care pot fi mediate în ansamblu în reprezentări medii. Sistemul poate fi declanșat pentru a rezolva efectele tranzitorii ale dezvoltării pulverizării pe parcursul mai multor cicluri. Caracterul neintruziv al iluminării cu laser a secțiunii transversale de pulverizare permite măsurători de cea mai înaltă calitate ale distribuției planare a pulverizării, ceea ce permite observarea detaliată a modelului bidimensional de pulverizare

Sistemul LSI nu oferă informații despre dimensiunea picăturilor; prin urmare, este adesea utilizat împreună cu unul dintre numeroasele instrumente de măsurare a dimensiunii picăturilor pentru a oferi o caracterizare suplimentară.