Imagens a Laser Sheet

O instrumento LSI fornece uma combinação única de uma técnica de medição não intrusiva com a mais alta resolução de distribuição de pulverização possível. Exemplos de projetos passados utilizando imagens a laser na Spraying Systems Co. incluem pulverização detalhada em medições de fluxo cruzado para aplicações de condicionamento de gás e avaliação detalhada de distribuição transitória de pulverização com um bico injetor pulsante.

• Distribuição de Pulverização em Fluxo Cruzado
  A fim de otimizar a distribuição de pulverização em uma aplicação de condicionamento de gás, um bico foi colocado dentro do túnel de vento e a distribuição de líquido foi medida em vários ângulos de fluxo cruzado (por exemplo, ângulo de orientação do bico em relação ao fluxo do túnel de vento). As imagens da distribuição planar do LSI foram coletadas e calculadas como média para determinar o ângulo ideal do bico para maximizar a uniformidade e cobertura da pulverização enquanto minimizava qualquer umidificação.

• Desenvolvimento do Jato Transitório do Injetor NOx
  Um cliente entrou em contato com a Spraying Systems Co. e estava interessado em caracterizar a distribuição da pulverização durante as fases de abertura / fechamento da injeção de seu bico de injeção proprietário. O sistema LSI foi configurado para acionar com o pulso de injeção, com um tempo de atraso atribuído, para capturar muitas imagens em várias vezes em relação à hora de início da injeção. Dessas imagens, estipulamos a média do conjunto para fornecer uma distribuição média de pulverização em muitos estágios do período de injeção. Em geral, descobriu-se que um padrão de pulverização não uniforme foi gerado nas porções inicial e final da injeção.

O LSI usa um laser pulsado de curta duração, que é passado através de uma lente divergente, para iluminar uma seção transversal planar do padrão de pulverização. O pulso de laser de curta duração congela efetivamente as gotas de pulverização no lugar, à medida que são imersas. As gotículas dispersam a luz laser e uma câmera, que é acionada com o pulso de laser, monta a imagem das gotículas dentro do plano do laser. Um filtro de luz passa-faixa é fixado à lente da câmera, o que permite que apenas a luz do comprimento de onda do laser passe para o sensor CCD, essencialmente removendo todas as gotículas fora do plano.

• A Teoria Mie
  Tipicamente, a água é utilizada como meio de pulverização durante as medições do LSI. As gotículas de água dispersam a luz do laser de acordo com a teoria de Mie, o que resulta na iluminação de cada gotícula equivalente à sua área de superfície. O resultado médio do conjunto é uma distribuição planar representativa da área total da superfície de pulverização. Embora isso seja semelhante à distribuição de volume em muitos casos, é frequentemente referido como a distribuição da concentração de pulverização e é instrutivo para avaliar os locais de alta concentração de pulverização versus os de baixa.

• Método de Fluorescência Induzida a Laser (LIF)
  Para obter medidas de distribuição de volume do instrumento LSI, é necessário tratar o material pulverizado com um agente dopante. Medidas de fluorescência induzida por laser (LIF) utilizam um corante no material de pulverização, que quando sujeito ao comprimento de onda de luz emitido pelo laser LSI, faz com que toda a gota emita luz. Assim, o método LIF resulta em distribuições de pulverização planas que são representativas do volume do gotejo da pulverização.

Nas medidas Mie ou LIF, muitas imagens instantâneas são tipicamente coletadas e a partir de sua média podemos chegar a uma distribuição média de pulverização planar.

O sistema LSI fornece um resultado de distribuição de spray de alta resolução espacial que pode ser representativo tanto da concentração quanto da distribuição de volume. Resultados instantâneos da distribuição de pulverização planar que são coletados podem ser combinados em representações médias. O sistema pode ser acionado para resolver efeitos transitórios de desenvolvimento de pulverização em múltiplos ciclos. A natureza não intrusiva da iluminação a laser da seção transversal da pulverização permite as medidas de distribuição de pulverização planar da mais alta qualidade, o que permite a observação detalhada do padrão bidimensional de pulverização.

O sistema LSI não fornece informações de tamanho de gotejo; assim, ele é frequentemente utilizado em conjunto com um dos muitos instrumentos de medição de tamanho de gotejo para fornecer uma caracterização adicional.