Interferometru Doppler de fază (PDI)

Aceste instrumente sunt utilizate în comunitatea de pulverizare pentru a furniza date de cea mai înaltă rezoluție atât pentru investigații academice, cât și industriale. Printre exemplele de proiecte anterioare în care s-au folosit analizoarele Doppler de fază de la Spraying Systems Co. se numără analiza detaliată a prototipurilor de duze pentru industria aerospațială și optimizarea proceselor folosind duze într-un mediu cu flux încrucișat.

• Evaluarea prototipurilor de duze
  O companie de inginerie aerospațială a contactat Spraying Systems Co. și a fost interesată să pulverizeze un material lichid la un debit specificat. Existau cerințe specifice privind dimensiunea picăturilor și distribuția volumului. După modificarea unui design standard al duzei Spraying Systems Co., prototipul duzei a fost testat pentru distribuția dimensiunii picăturilor în mai multe locații din cadrul modelului de pulverizare. Aceste teste au confirmat că pulverizarea a fost distribuită uniform și au validat caracteristicile dimensiunii medii și maxime a picăturilor.

• Traiectoria de pulverizarecu flux transversal
  Pentru a furniza date detaliate de validare pentru simulările de pulverizare, Spraying Systems Co. a achiziționat măsurători detaliate ale dimensiunii picăturilor, ale vitezei și ale distribuției volumului folosind o duză standard la diferite unghiuri într-un tunel de vânt. Rezultatele PDI au permis validarea simulărilor detaliate în condiții de laborator. Simulările au fost apoi efectuate la temperaturi și presiuni crescute care corespundeau parametrilor de proces ai clientului.

Unitatea de emisie laser a instrumentului Doppler de fază emite două fascicule laser coerente de aceeași lungime de undă (culoare). La intersecția acestor lasere, se formează un model de interferență prin interferența constructivă și distructivă a celor două lasere și se generează o frecvență cunoscută a undei de interferență. O picătură, acționând ca o prismă, refractează acest model de interferență, care este detectat de unitatea de recepție a instrumentului Doppler de fază și analizat pentru a determina caracteristicile picăturii.

. Schimbarea de frecvență a modelului de interferență predeterminat este proporțională cu viteza picăturii; această metodă este cunoscută sub numele de velocimetrie Doppler cu laser sau LDV. De asemenea, există trei detectoare în unitatea de recepție a instrumentului Doppler de fază care detectează modelul de interferență; defazajul relativ al acestui semnal la fiecare dintre detectoare este proporțional cu diametrul picăturii. Instrumentele Doppler de fază numără și analizează fiecare model de interferență pe măsură ce este detectat și, astfel, caracterizează fiecare picătură individuală care intră în volumul sondei format de fasciculele laser care se intersectează; aceasta este o metodă de eșantionare a fluxului.

Împreună cu PDPA, instrumentele PDI furnizează date cu cea mai mare rezoluție spațială, generează o combinație unică de variabile de ieșire și eșantionează fiecare picătură pentru a furniza măsurători de flux. Gama de neegalat de caracteristici de ieșire ale pulverizării și precizia măsurătorilor fac ca instrumentele să fie capabile să furnizeze cele mai detaliate măsurători în cadrul unei pulverizări. Laserele de mare putere permit măsurarea în cadrul unui nivel ușor până la mediu al densității picăturilor de pulverizare și permit caracterizarea punctelor din cadrul modelului de pulverizare fără o pierdere de precizie din cauza picăturilor care intră în fasciculele laser în afara regiunii de intersecție a laserului.

Cu toate acestea, datorită acestor beneficii unice, timpul de măsurare este mărit pentru a permite măsurarea mai multor puncte în cadrul modelului de pulverizare și pentru a permite o analiză extinsă a datelor, care este adesea necesară pentru a prelucra rezultatele în date utilizabile.