Фазовый доплеровский интерферометр (PDI)

Эти приборы используются в сообществе специалистов по распылению для получения данных высочайшего разрешения как для академических, так и для промышленных исследований. Примеры прошлых проектов с использованием фазовых доплеровских анализаторов в компании Spraying Systems Co. включают детальный анализ прототипа сопла для аэрокосмической промышленности и оптимизацию процесса с использованием сопел в перекрестном потоке.

• Оценка прототипа форсунки
  Компания аэрокосмического машиностроения обратилась в компанию Spraying Systems Co. и была заинтересована в распылении жидкого материала с определенной скоростью потока. Имелись особые требования к размеру капель и объемному распределению. После модификации стандартной конструкции форсунки Spraying Systems Co. прототип форсунки был протестирован на распределение капель по размеру во многих местах распыления. Эти испытания подтвердили, что распыление было равномерным, и подтвердили характеристики среднего и максимального размера капель.

• Траектория поперечного потока
  Чтобы предоставить подробные данные для моделирования распыления, компания Spraying Systems Co. провела подробные измерения размера капель, скорости и распределения объема с использованием стандартного сопла под различными углами в аэродинамической трубе. Результаты ИРП позволили проверить детальное моделирование в лабораторных условиях. Затем моделирование проводилось при повышенных температурах и давлениях, которые соответствовали технологическим параметрам заказчика.

Лазерный излучатель фазового доплеровского прибора испускает два когерентных лазерных луча одинаковой длины волны (цвета). В месте пересечения этих лазеров в результате конструктивной и деструктивной интерференции двух лазеров образуется интерференционная картина, и генерируется известная частота интерференционной волны. Капля, действуя как призма, преломляет эту интерференционную картину, она регистрируется приемным блоком фазового доплеровского прибора и анализируется для определения характеристик капли.

Сдвиг частоты заранее определенной интерференционной картины пропорционален скорости капли; этот метод широко известен как лазерная доплеровская велосиметрия, или ЛДВ. Кроме того, в приемном блоке фазового доплеровского прибора есть три детектора, которые регистрируют интерференционную картину всплеска; относительный сдвиг фазы этого сигнала на каждом из детекторов пропорционален диаметру капли. Фазово-доплеровские приборы подсчитывают и анализируют каждую интерференционную картину по мере ее обнаружения и, таким образом, характеризуют каждую отдельную каплю, которая попадает в объем зонда, образованный пересекающимися лазерными лучами; это метод выборки потока.

В сочетании с PDPA приборы PDI предоставляют данные с высочайшим пространственным разрешением, генерируют уникальную комбинацию выходных переменных и отбирают образцы каждой капли для проведения измерений потока. Непревзойденный диапазон выходных характеристик аэрозоля и точность измерений делают приборы способными обеспечить наиболее детальные измерения внутри аэрозоля. Мощные лазеры позволяют проводить измерения в пределах от легкого до среднего уровня плотности капель аэрозоля и дают возможность характеризовать точки в пределах картины аэрозоля без потери точности из-за попадания капель в лазерные лучи вне области пересечения лазеров.

Однако, из-за этих уникальных преимуществ время измерения увеличивается, чтобы обеспечить измерение множества точек в пределах картины аэрозоля, а также для проведения расширенного анализа данных, который часто требуется для обработки результатов в практические данные.