Imagen de hoja láser

El instrumento LSI proporciona una combinación única de una técnica de medición no intrusiva con la mayor resolución posible de la distribución de la pulverización. Ejemplos de proyectos anteriores en los que se utilizó la imagen de hoja láser en Spraying Systems Co. incluyen mediciones detalladas de la pulverización en flujo cruzado para aplicaciones de acondicionamiento de gases, y la evaluación detallada de la distribución transitoria de la pulverización utilizando una boquilla inyectora pulsada.

• Distribuciónde la pulverización en flujo cruzado
  Para optimizar la distribución de la pulverización en una aplicación de acondicionamiento de gases, se colocó una boquilla dentro del túnel de viento y se midió la distribución del líquido en varios ángulos de flujo cruzado (es decir, el ángulo de orientación de la boquilla con respecto al flujo del túnel de viento). Se adquirieron y promediaron las imágenes de distribución plana de LSI para determinar el ángulo óptimo de la boquilla para maximizar la uniformidad y la cobertura del rociado, minimizando al mismo tiempo cualquier mojado de la pared.

• Desarrollo de la pulverización transitoria del inyector de NOx
  Un cliente se puso en contacto con Spraying Systems Co. y estaba interesado en caracterizar la distribución de la pulverización durante las fases de apertura y cierre de la inyección de su boquilla de inyección patentada. El sistema LSI se configuró para disparar con el pulso de inyección, con un retardo de tiempo asignado, para capturar muchas imágenes en múltiples momentos relativos al tiempo de inicio de la inyección. Estas imágenes se promediaron en conjunto para obtener una distribución media de la pulverización en muchas etapas del período de inyección. En general, se observó que se generaba un patrón de pulverización no uniforme en las partes de inicio y parada de la inyección.

La LSI utiliza un láser pulsado de corta duración, que pasa a través de una lente divergente, para iluminar una sección transversal plana del patrón de pulverización. El pulso láser de corta duración congela las gotas de pulverización en su lugar mientras se obtienen las imágenes. Las gotas dispersan la luz láser y una cámara, que se dispara con el pulso láser, toma imágenes de las gotas dentro del plano láser. Se coloca un filtro de luz de paso de banda en la lente de la cámara, que permite que sólo la luz de la longitud de onda del láser pase al sensor CCD, eliminando esencialmente todas las gotas fuera del plano

• La teoría de Mie
  Normalmente, se utiliza agua como medio de pulverización durante las mediciones de LSI. Las gotas de agua dispersan la luz láser según la teoría de Mie, lo que da lugar a una iluminación de cada gota equivalente a su superficie. El resultado de la media del conjunto es una distribución plana representativa de la superficie total del spray. Aunque esto es similar a la distribución de volumen en muchos casos, a menudo se denomina distribución de la concentración de la pulverización y es instructiva para evaluar las regiones locales de alta versus baja concentración de la pulverización.

• Método de fluorescencia inducida por láser (LIF
  ) Para obtener mediciones de distribución de volumen con el instrumento LSI, es necesario tratar el material de pulverización con un agente dopante. Las mediciones de fluorescencia inducida por láser (LIF) utilizan un colorante en el material de pulverización que, cuando se somete a la longitud de onda de la luz que emite el láser LSI, hace que toda la gota emita luz. Así, el método LIF da lugar a distribuciones de pulverización planas que son representativas del volumen de la gota de pulverización.

Tanto en las mediciones Mie como en las LIF, normalmente se adquieren muchas imágenes instantáneas y se promedian en conjunto para llegar a una distribución de pulverización plana promedio.

El sistema LSI proporciona un resultado de distribución de pulverización de alta resolución espacial que puede ser representativo de la concentración o de la distribución de volumen. Se adquieren resultados instantáneos de la distribución de la pulverización plana que pueden promediarse en representaciones medias. El sistema puede activarse para resolver los efectos transitorios del desarrollo de la pulverización a lo largo de múltiples ciclos. La naturaleza no intrusiva de la iluminación de la lámina láser de la sección transversal de la pulverización permite realizar mediciones de la distribución de la pulverización plana de la más alta calidad, lo que permite una observación detallada del patrón de pulverización bidimensional

El sistema LSI no proporciona información sobre el tamaño de las gotas, por lo que a menudo se utiliza junto con uno de los muchos instrumentos de medición del tamaño de las gotas para proporcionar una caracterización adicional.