Laserowe obrazowanie arkuszy

Instrument LSI zapewnia unikalne połączenie nieinwazyjnej techniki pomiarowej z najwyższą możliwą rozdzielczością rozkładu rozpylenia. Przykłady dotychczasowych projektów z wykorzystaniem obrazowania laserowego w Spraying Systems Co. obejmują szczegółowe pomiary rozpylenia w przepływie krzyżowym dla zastosowań w klimatyzacji gazu oraz szczegółową ocenę rozpylenia w stanie nieustalonym przy użyciu dyszy iniektora impulsowego.

• Dystrybucja rozpylonej cieczy wprzepływie
  krzyżowym W celu optymalizacji dystrybucji rozpylonej cieczy w aplikacji kondycjonowania gazu, dysza została umieszczona w tunelu aerodynamicznym, a dystrybucja cieczy została zmierzona przy różnych kątach przepływu krzyżowego (tj. kąt orientacji dyszy w stosunku do przepływu w tunelu aerodynamicznym). Obrazy rozkładu planarnego LSI zostały pozyskane i uśrednione w celu określenia optymalnego kąta dyszy, aby zmaksymalizować równomierność rozpylania i pokrycie przy jednoczesnej minimalizacji zwilżania ścian.

• NOx Injector Transient Spray Development
  Klient zwrócił się do Spraying Systems Co. i był zainteresowany scharakteryzowaniem rozkładu rozpylenia podczas faz otwarcia/zamknięcia wtrysku ich własnej dyszy wtryskowej. System LSI został skonfigurowany tak, aby wyzwalał się wraz z impulsem wtrysku, z przypisanym opóźnieniem czasowym, aby uchwycić wiele obrazów w wielu momentach w stosunku do czasu rozpoczęcia wtrysku. Obrazy te zostały następnie uśrednione w celu uzyskania średniego rozkładu rozpylenia na wielu etapach okresu wtrysku. Ogólnie rzecz biorąc, stwierdzono, że niejednolity wzór rozpylenia został wygenerowany w początkowych i końcowych częściach wtrysku.

LSI wykorzystuje krótko trwający impulsowy laser, który jest przepuszczany przez rozbieżną soczewkę, aby oświetlić planarny przekrój wzoru rozpylenia. Krótki impuls lasera efektywnie zamraża krople rozpylonej cieczy w miejscu podczas obrazowania. Kropelki rozpraszają światło lasera i kamera, która jest wyzwalana impulsem lasera, obrazuje kropelki w płaszczyźnie lasera. Do obiektywu kamery dołączony jest filtr pasmowo-przepustowy, który przepuszcza do czujnika CCD tylko światło o długości fali lasera, usuwając z pola widzenia kropelki znajdujące się poza płaszczyzną

• Teoria Mie
  Zazwyczaj podczas pomiarów LSI jako medium rozpylania używana jest woda. Kropelki wody rozpraszają światło lasera zgodnie z teorią Mie, co powoduje, że oświetlenie każdej kropelki jest równe jej powierzchni. Średni wynik zespołu jest planarnym rozkładem reprezentatywnym dla całkowitej powierzchni rozpylonej cieczy. Podczas gdy w wielu przypadkach jest on podobny do rozkładu objętościowego, jest on często określany jako rozkład stężenia rozpylonej cieczy i jest pouczający do oceny lokalnych regionów o wysokim i niskim stężeniu rozpylonej cieczy.

• Metoda fluorescencji indukowanej laserem (LIF)
  Aby uzyskać pomiary rozkładu objętościowego za pomocą instrumentu LSI, konieczne jest poddanie materiału rozpylonego działaniu środka dopingującego. Pomiary fluorescencji indukowanej laserem (LIF) wykorzystują barwnik w materiale rozpylonym, który poddany długości fali światła emitowanego przez laser LSI powoduje, że cała kropla emituje światło. W ten sposób metoda LIF daje w wyniku planarny rozkład rozpylenia, który jest reprezentatywny dla objętości kropli.

Zarówno w przypadku pomiaru Mie jak i LIF, wiele obrazów chwilowych jest zazwyczaj pozyskiwanych i uśrednianych zespołowo, aby uzyskać średni planarny rozkład rozpylenia.

System LSI zapewnia wysoką rozdzielczość przestrzenną wyników rozpylania, które mogą być reprezentatywne zarówno dla stężenia jak i dla rozkładu objętościowego. Uzyskiwane są natychmiastowe wyniki rozpylania planarnego, które mogą być uśrednione w średniej reprezentacji. System może być uruchomiony w celu rozwiązania przejściowych efektów rozwoju rozpylenia w wielu cyklach. Nieinwazyjny charakter oświetlenia przekroju poprzecznego strumienia rozpylonej cieczy laserem pozwala na najwyższej jakości planarne pomiary rozpylenia, co umożliwia szczegółową obserwację dwuwymiarowego wzoru rozpylenia

System LSI nie dostarcza informacji o wielkości kropli, dlatego często jest używany w połączeniu z jednym z wielu przyrządów do pomiaru wielkości kropli, aby zapewnić dodatkową charakterystykę.