Лазерне відображення листів - Laser Sheet Imaging

• Розподіл перехресних потоків
  Для оптимізації розподілу схеми розпилення в системі кондиціонування газу сопло було розміщено в аеродинамічній трубі, і розподіл рідини вимірювався під різними кутами поперечного потоку (тобто, кут орієнтації сопла відносно потоку в аеродинамічній трубі). Зображення планарного розподілу LSI були отримані та усереднені, щоб визначити оптимальний кут нахилу сопла для максимізації рівномірності розпилення та покриття при мінімізації змочування стінок труби.

• Розвиток малюнку розпилення NOx
  Клієнт звернувся до компанії Spraying Systems Co. і зацікавився характеристиками розподілу потоку під час відкритих/закритих фаз вприскування встановленої на обладнанні форсунки. Система LSI була налаштована на запуск одночасно з імпульсами ін’єкційної форсунки з призначеною затримкою часу, щоб отримати якомога більше зображень стартового малюнку розпилення. Потім ці зображення були усереднені, щоб отримати середній розподіл бризок на багатьох етапах періоду ін’єкції. Загалом було виявлено, що нерівномірний малюнок розпилення утворювався на початкових і кінцевих фазах ін’єкції.

LSI використовує короткочасний імпульсний лазер, який пропускається через розсіювальну лінзу, для освітлення плоского поперечного перерізу малюнку розпилення. Короткий лазерний імпульс ефективно заморожує краплі потоку на місці під час їх фіксації. Краплі розсіюють лазерне світло, і камера, яка запускається за допомогою лазерного імпульсу, знімає краплі в лазерній площині. До об’єктива камери прикріплено смуговий світлофільтр, який дозволяє лише світлу з довжиною хвилі лазера проходити до датчика ПЗЗ, фактично видаляючи з поля зору всі краплі, що знаходяться поза площиною.

• Теорія Мі 
  Як правило, вода використовується як середовище для розпилення під час вимірювань LSI. Краплі води розсіюють лазерне світло відповідно до теорії Мі, що призводить до освітлення від кожної краплі, еквівалентного площі її поверхні. Усереднений результат ансамблю є площинним розподілом загальної площі поверхні розпилення. Хоча в багатьох випадках це подібне до розподілу за об’ємом, його часто називають розподілом концентрації розпилення, і це корисно для оцінки локальних областей високої концентрації проти низької концентрації розпилення.

• Лазерно-індукована флуоресценція - Laser Induced Fluorescence (LIF)
  Щоб отримати вимірювання об’ємного розподілу від приладу LSI, необхідно обробити розпилюваний матеріал легуючим агентом. У вимірюваннях лазерно-індукованої флуоресценції (LIF) до рідини додається барвник, який під впливом довжини хвилі світла, випромінюваного лазером LSI, змушує всю краплю випромінювати світло. Таким чином, метод LIF призводить до планарного розподілу розпилення, що є репрезентативним для об’єму краплі розпилення.

У вимірюваннях МІ або LIF зазвичай отримують багато миттєвих зображень і усереднюють по ансамблю, щоб отримати середній плоский розподіл бризок.

Система LSI забезпечує результат розподілу крапель з високою просторовою роздільною здатністю, який може бути репрезентативним як для концентрації, так і для розподілу за об’ємом. Отримують миттєві результати планарного розподілу бризок, які можна усереднити за ансамблем у середні представлення. Система може бути запущена для усунення тимчасових ефектів розбризкування протягом кількох циклів. Неінтрузивний характер освітлення поперечного перерізу розпилення лазерним листом забезпечує найвищу якість вимірювань площинного розподілу розпилення, що дозволяє детально спостерігати за двовимірним малюнком розпилення.

Система LSI не надає інформації про розмір краплі; таким чином, його часто використовують у поєднанні з одним із багатьох приладів вимірювання розміру краплі для отримання додаткових даних.