Velocimetria de Imagem de Partículas Tomográficas

O instrumento Tomo-PIV proporciona um resultado de alta resolução espacial e velocidade de pulverização instantânea no campo. Os resultados instantâneos podem ser combinados em representações médias. O sistema pode ser acionado para resolver efeitos transitórios de desenvolvimento de pulverizações em múltiplos ciclos. A natureza não intrusiva da iluminação a laser da seção transversal da pulverização permite medições de alta qualidade da velocidade de pulverização volumétrica, o que permite a observação detalhada das características tridimensionais da pulverização.

O sistema Tomo-PIV não fornece informações de tamanho de gota; Desta forma, ele é frequentemente utilizado em conjunto com um dos muitos instrumentos de medição de tamanho de gota para fornecer uma caracterização adicional.

O sistema Tomo-PIV utiliza um laser pulsado de curta duração, que passa por duas lentes divergentes, para iluminar uma seção transversal espessa do spray. O pulso curto do laser congela efetivamente as gotas do spray no lugar, à medida que são imersas. As gotículas dispersam a luz laser, e três câmeras, que são acionadas com o pulso de laser, capturam a imagem das gotículas dentro do plano do laser de diferentes perspectivas. A potência de saída do laser, a óptica da câmera e a subtração do ruído de fundo das imagens são todas utilizadas para remover as gotas fora de foco e outros objetos da vista.

Como as gotículas atravessam dentro da espessa cobertura do laser, imagens de duplo quadro são registradas com um atraso de tempo muito pequeno e conhecido. O pacote de software LaVision DaVis é então utilizado para executar uma série de algoritmos de correlação cruzada para determinar o deslocamento de pequenos grupos de partículas em três dimensões. A combinação de uma distância / direção de deslocamento conhecida e um atraso de tempo conhecido entre pares de imagens permite um cálculo direto da velocidade local. Esse procedimento é realizado em toda a superfície da imagem, e é determinada uma representação volumétrica do campo de velocidade instantânea das gotas. Muitos campos de velocidade instantânea são geralmente registrados e utilizados para gerar um resultado de um conjunto de campos de velocidade média. Tipicamente, a água é o meio de pulverização durante as medições de PIV.