Laserové zobrazování listů

Přístroj LSI poskytuje jedinečnou kombinaci neinvazivní měřicí techniky s nejvyšším možným rozlišením rozptylu postřiku. Mezi příklady projektů, které byly v minulosti realizovány ve společnosti Spraying Systems Co. s využitím laserového zobrazování listů, patří detailní měření rozprachu v příčném proudění pro aplikace úpravy plynu a detailní vyhodnocení přechodného rozprachu pomocí pulzní vstřikovací trysky.

• Distribuce postřiku v příčném proudění
  Za účelem optimalizace distribuce postřiku v aplikaci pro úpravu plynu byla tryska umístěna v aerodynamickém tunelu a distribuce kapaliny byla měřena při různých úhlech příčného proudění (tj. úhel orientace trysky vzhledem k proudění v aerodynamickém tunelu). Byly získány a zprůměrovány snímky rovinné distribuce LSI, aby bylo možné určit optimální úhel trysky pro maximalizaci rovnoměrnosti a pokrytí postřiku při minimalizaci jakéhokoli smáčení stěn.

• Vývoj přechodného rozprašování u vstřikovačů NOx
  Na společnost Spraying Systems Co. se obrátil zákazník, který měl zájem o charakterizaci rozprašování během fází otevření/uzavření vstřikování u své patentované vstřikovací trysky. Systém LSI byl nastaven tak, aby se spouštěl se vstřikovacím impulsem s přiděleným časovým zpožděním, aby bylo možné pořídit mnoho snímků ve více časech vzhledem k času zahájení vstřiku. Tyto snímky byly poté zprůměrovány, aby se získalo průměrné rozložení rozstřiku v mnoha fázích vstřikování. Obecně bylo zjištěno, že v částech začátku a konce vstřikování se vytváří nerovnoměrný obraz rozstřiku.

LSI používá krátkotrvající pulzní laser, který prochází divergentní čočkou a osvětluje rovinný průřez nástřiku. Krátký laserový puls účinně zmrazí kapičky spreje na místě, kde jsou zobrazovány. Kapky rozptylují laserové světlo a kamera, která je spuštěna spolu s laserovým pulzem, snímá kapky v rovině laseru. K objektivu kamery je připojen pásmový světelný filtr, který propouští na CCD snímač pouze světlo o vlnové délce laseru, čímž v podstatě odstraňuje ze záběru všechny kapičky mimo rovinu

• Teorie Mie
  Při měřeních LSI se jako rozprašovací médium obvykle používá voda. Kapky vody rozptylují laserové světlo podle Mieho teorie, což vede k osvětlení každé kapky odpovídající jejímu povrchu. Průměrným výsledkem souboru je rovinné rozložení reprezentující celkovou plochu rozstřiku. Ačkoli je toto rozložení v mnoha případech podobné objemovému rozložení, často se na něj odkazuje jako na rozložení koncentrace postřiku a je poučné pro posouzení lokálních oblastí s vysokou vs. nízkou koncentrací postřiku.

• Metoda laserem indukované fluorescence (LIF
  ) Aby bylo možné získat měření objemového rozložení z přístroje LSI, je nutné ošetřit materiál spreje dopingovým činidlem. Při měření laserem indukované fluorescence (LIF) se ve sprejovém materiálu používá barvivo, které po vystavení světlu o vlnové délce, jež vyzařuje laser LSI, způsobí, že celá kapka začne vyzařovat světlo. Výsledkem metody LIF je tedy rovinná distribuce postřiku, která je reprezentativní pro objem kapky postřiku.

Při měření Mie nebo LIF se obvykle pořizuje mnoho okamžitých snímků, které se zprůměrují, aby se dospělo k průměrnému rovinnému rozložení rozstřiku.

Systém LSI poskytuje výsledek distribuce postřiku s vysokým prostorovým rozlišením, který může být reprezentativní pro koncentraci nebo objemovou distribuci. Získávají se okamžité výsledky plošného rozložení postřiku, které lze zprůměrovat do průměrných reprezentací. Systém může být spuštěn pro řešení přechodných efektů vývoje postřiku v průběhu několika cyklů. Neinvazivní povaha osvětlení průřezu nástřiku laserovým paprskem umožňuje měření planárního rozložení nástřiku v nejvyšší kvalitě, což umožňuje podrobné pozorování dvourozměrného vzoru nástřiku

Systém LSI neposkytuje informace o velikosti kapek, proto se často používá ve spojení s jedním z mnoha přístrojů pro měření velikosti kapek, které poskytují dodatečnou charakterizaci.