Fázový dopplerovský interferometr (PDI)

Tyto přístroje se používají ve sprejové komunitě k poskytování dat s nejvyšším rozlišením pro akademické i průmyslové výzkumy. Příklady projektů, které byly v minulosti realizovány s využitím fázových Dopplerových analyzátorů ve společnosti Spraying Systems Co., zahrnují podrobnou analýzu prototypů trysek pro letecký průmysl a optimalizaci procesů s využitím trysek v prostředí s křížovým prouděním.

• Posouzení prototypu trysky
  Společnost zabývající se leteckým inženýrstvím kontaktovala společnost Spraying Systems Co. a měla zájem o stříkání kapalného materiálu při stanoveném průtoku. Byly stanoveny specifické požadavky na velikost kapek a objemové rozložení. Po úpravě standardní konstrukce trysky společnosti Spraying Systems Co. byla prototypová tryska testována na rozložení velikosti kapek na mnoha místech stříkacího obrazce. Tyto testy potvrdily rovnoměrné rozložení postřiku a potvrdily charakteristiky střední a maximální velikosti kapek.

• Trajektorie příčného proudění spreje
  Aby bylo možné získat podrobná validační data pro simulace postřiku, získala společnost Spraying Systems Co. podrobná měření velikosti kapek, rychlosti a rozložení objemu pomocí standardní trysky pod různými úhly v aerodynamickém tunelu. Výsledky PDI umožnily ověřit platnost podrobných simulací v laboratorních podmínkách. Simulace pak byly provedeny při zvýšených teplotách a tlacích, které odpovídaly procesním parametrům zákazníka.

Laserová vysílací jednotka fázového Dopplerova přístroje vysílá dva koherentní laserové paprsky stejné vlnové délky (barvy). Na průsečíku těchto laserů vzniká interferenční obrazec konstruktivní a destruktivní interferencí obou laserů a generuje se známá frekvence interferenční vlny. Kapka, která se chová jako hranol, tento interferenční obrazec láme a je detekován přijímací jednotkou fázového dopplerovského přístroje a analyzován za účelem určení charakteristiky kapky.

Frekvenční posun předem určeného interferenčního obrazce je úměrný rychlosti kapky; tato metoda je běžně známá jako laserová dopplerovská velocimetrie neboli LDV. V přijímací jednotce fázového dopplerovského přístroje jsou také tři detektory, které detekují interferenční vzor výbuchu; relativní fázový posun tohoto signálu na každém z detektorů je úměrný průměru kapky. Fázové dopplerovské přístroje počítají a analyzují každý interferenční vzorek při jeho detekci, a tím charakterizují každou jednotlivou kapku, která vstoupí do objemu sondy tvořeného protínajícími se laserovými paprsky; jedná se o metodu vzorkování toku.

Ve spojení s PDPA poskytují přístroje PDI data s nejvyšším prostorovým rozlišením, generují jedinečnou kombinaci výstupních proměnných a odebírají vzorky z každé kapky, aby poskytly měření toku. Díky bezkonkurenčnímu rozsahu výstupních charakteristik spreje a přesnosti měření jsou přístroje schopny poskytovat nejpodrobnější měření v rámci spreje. Vysoce výkonné lasery umožňují měření v rámci lehké až střední úrovně hustoty kapiček postřiku a umožňují charakterizovat body v rámci obrazce postřiku bez ztráty přesnosti v důsledku vstupu kapiček do laserových paprsků mimo oblast průniku laserů.

Vzhledem k těmto jedinečným výhodám se však prodlužuje doba měření, aby bylo možné měřit více bodů v rámci obrazce postřiku a umožnit rozšířenou analýzu dat, která je často nutná pro zpracování výsledků do použitelných dat.