Velocimetría de Imagen de Partículas Tomográficas

El instrumento tomo-PIV proporciona un resultado de campo de alta resolución espacial y velocidad de aspersión instantánea. Los resultados instantáneos pueden ser promediados en conjunto en representaciones medias. El sistema puede ser activado para resolver los efectos transitorios del desarrollo de la aspersión a lo largo de múltiples ciclos. El carácter no intrusivo de la iluminación del haz de láser de la sección transversal de la aspersión permite realizar mediciones volumétricas de la velocidad de la aspersión de alta calidad, lo que permite una observación detallada de las características tridimensionales de la aspersión.

El sistema tomo-PIV no proporciona información sobre el tamaño de la gota; por lo tanto, a menudo se utiliza junto con uno de los muchos instrumentos de medición del tamaño de la gota para proporcionar una caracterización adicional.

El sistema tomo-PIV utiliza un láser pulsado de corta duración, que pasa a través de dos lentes divergentes, para iluminar una sección transversal gruesa de la aspersión. El corto pulso del láser congela eficazmente las gotas en su lugar mientras son visualizadas. Las gotitas dispersan la luz del láser, y tres cámaras, que se activan con el pulso del láser, captan las gotitas dentro del plano del láser desde diferentes perspectivas. La potencia de salida del láser, la óptica de la cámara y la sustracción del ruido de fondo de las imágenes se utilizan para eliminar las gotas desenfocadas y otros objetos de la vista.

A medida que las gotas se desplazan dentro del grueso haz del láser, se adquieren imágenes de doble cuadro con un retraso de tiempo muy pequeño y conocido. El paquete de software DaVis de LaVision se utiliza entonces para ejecutar una serie de algoritmos de correlación cruzada para determinar el desplazamiento de pequeños grupos de partículas en tres dimensiones. La combinación de una distancia/dirección de desplazamiento conocida y una demora de tiempo conocida entre los pares de imágenes permite un cálculo directo de la velocidad local. Este procedimiento se realiza en todo el dominio de la imagen, y se determina una representación volumétrica del campo de velocidad de la gota instantánea. Generalmente se adquieren muchos campos de velocidad instantáneos y se utilizan para generar un resultado de campo de velocidad promedio en conjunto. Típicamente, el agua se utiliza como medio de aspersión durante las mediciones de PIV.