Лазерная визуализация листов

Прибор LSI обеспечивает уникальное сочетание неинтрузивного метода измерения с максимально возможным разрешением распределения распыла. Примеры прошлых проектов с использованием лазерной листовой визуализации в компании Spraying Systems Co. включают детальные измерения распределения распыла в поперечном потоке для систем кондиционирования газа, а также детальную оценку распределения распыла в переходный период с использованием форсунки с импульсным инжектором.

• Распределение распыла в поперечном потоке
  Для оптимизации распределения распыла в системе кондиционирования газа форсунка была помещена в аэродинамическую трубу, и распределение жидкости было измерено под различными углами поперечного потока (т.е. угол ориентации форсунки относительно потока в аэродинамической трубе). Были получены и усреднены изображения плоскостного распределения LSI, чтобы определить оптимальный угол форсунки для достижения максимальной однородности распыления и покрытия при минимальном смачивании стенок.

• Разработка переходных процессов распыления в форсунке NOx
  Клиент обратился в компанию Spraying Systems Co. и был заинтересован в определении характеристик распределения распыления во время фаз открытия и закрытия впрыска их запатентованной форсунки. Система LSI была настроена на срабатывание с импульсом впрыска, с заданной временной задержкой, чтобы получить множество изображений в разные моменты времени относительно времени начала впрыска. Затем эти изображения были усреднены, чтобы получить среднее распределение аэрозоля на многих этапах периода впрыска. В целом, было обнаружено, что в моменты начала и остановки впрыска образуется неоднородная картина распыления.

LSI использует короткоимпульсный лазер, который проходит через расходящуюся линзу, чтобы осветить плоское поперечное сечение картины распыления. Короткий лазерный импульс эффективно замораживает капли аэрозоля на месте в момент получения изображения. Капли рассеивают лазерный свет, и камера, которая включается вместе с лазерным импульсом, делает изображение капель в пределах лазерной плоскости. К объективу камеры прикреплен полосовой светофильтр, который позволяет пропускать на CCD-датчик только свет с длиной волны лазера, по сути, удаляя из поля зрения все капли вне плоскости лазера

• Теория Ми
  Обычно в качестве распыляемой среды при измерениях LSI используется вода. Капли воды рассеивают лазерный свет в соответствии с теорией Ми, что приводит к освещению от каждой капли, эквивалентному площади ее поверхности. Средний результат ансамблевого усреднения представляет собой плоское распределение, отражающее общую площадь поверхности брызг. Хотя во многих случаях это распределение похоже на распределение по объему, его часто называют распределением концентрации аэрозоля, и оно полезно для оценки локальных областей с высокой и низкой концентрацией аэрозоля.

• Метод лазерной индуцированной флуоресценции (LIF)
  Для получения измерений объемного распределения с помощью прибора LSI необходимо обработать распыляемый материал легирующим агентом. В измерениях лазерной индуцированной флуоресценции (LIF) используется краситель в распыляемом материале, который при воздействии света с длиной волны, излучаемого лазером LSI, заставляет всю каплю излучать свет. Таким образом, метод LIF дает плоские распределения аэрозоля, которые являются репрезентативными для объема капель аэрозоля.

При измерениях методом Ми или LIF обычно получают множество мгновенных изображений и усредняют их по совокупности, чтобы получить среднее плоское распределение аэрозоля.

Система LSI обеспечивает результат распределения аэрозоля с высоким пространственным разрешением, который может быть представлен либо концентрацией, либо объемным распределением. Мгновенные плоские результаты распределения аэрозоля, которые могут быть усреднены по ансамблю в средние представления. Система может быть запущена для определения переходных эффектов развития распыления в течение нескольких циклов. Неинтрузивный характер освещения лазерным листом поперечного сечения брызг позволяет проводить измерения плоскостного распределения брызг высочайшего качества, что дает возможность детального наблюдения двумерного рисунка брызг

Система LSI не предоставляет информацию о размере капель; поэтому ее часто используют в сочетании с одним из многочисленных приборов для измерения размера капель, чтобы получить дополнительные характеристики.