Vad är en velocimeter?

En velocimeter är en anordning som används för att mäta hastigheten på vätskor och gaser.Vissa velocimetrar mäter rörelserna hos partiklar som har suspenderats i vätskan, medan andra endast använder det reflekterade ljuset från lasrar.Studien av hastigheten på vätskor och gaser kallas velocimetri.

En velocimeter kan användas för att mäta två olika typer av vätskedynamik.En Lagrangian -specifikation av flödesfältet är när partiklar tappas i vätskan och deras rörelser observeras.Detta liknar att titta på en pinne som bärs av strömmen eller fångas i en virvel.En eulerisk specifikation av flödesfältet observerar en specifik punkt i flödet under en tidsperiod.Detta är analogt med att sitta på banken och titta på en sväng av en flod.

Partikelvelocimetri är när partiklar införs i vattnet och deras hastighet mäts.Partiklarna kan vara små droppar vatten eller olja, eller pellets av metall och glas.En velocimeter mäter hastigheten på dessa partiklar genom att ta ett foto av dem vid en punkt i deras rörelse i strömmen.Sedan är ytterligare ett foto tidsbestämt att tas några ögonblick senare.De två fotona kommer att jämföras och vätskans totala hastighet kommer att bestämmas.

Kameran som används för att ta partiklarnas foton är en laserstråle.Två linser plattar ut och bredda strålen för att skapa en kort blixt, som sedan analyseras för att skapa en tvådimensionell eller 2D-bild.Lasrar används eftersom partiklarna är snabba och mikroskopiska.En normal kameralins kan inte öppna och stängas tillräckligt snabbt för att fånga sina rörelser.

En annan typ av velocimeter kallas Doppler -velocimetern.I denna typ av velocimetri mäts reflektionerna av ljus istället för partiklar.Velocimetern leder till exempel en laserstråle över en patienters artärer, och hur ljuset reflekterar från det rörliga blodet kommer att berätta teknikern hur väl blodet cirkulerar.Denna typ av mätning kommer från Doppler -effekten, när ljushastigheten kan bedömas genom att mäta frekvensen för en våg relativt observatören.

Velocimetry har många praktiska tillämpningar.En velocimeter kan bestämma virvel av gaser och vätskor i förbränningsmotorer, ugnar, spruttorkare och kemiska bearbetningsanläggningar.Kunskap om hur vätskorna rör sig i maskiner hjälper designers att planera mot slitage och diagnostisera problem och systemets övergripande praktiska.Eftersom laservelocimetri är icke-invasiv kan den också användas som en del av medicinska procedurer.