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Laser Doppler Anemometry Instituto Superior Técnico Pedro Jorge Mendes Novembro 2003.

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Apresentação em tema: "Laser Doppler Anemometry Instituto Superior Técnico Pedro Jorge Mendes Novembro 2003."— Transcrição da apresentação:

1 Laser Doppler Anemometry Instituto Superior Técnico Pedro Jorge Mendes Novembro 2003

2 Princípio Base Técnica de medição da velocidade de um fluido, baseada no efeito Doppler da luz que é dispersa a partir de pequenas partículas que acompanham o movimento do fluido em estudo.

3 Componentes Fonte de Luz Separador de feixe e Célula de Bragg Emissor Volume de controle Receptor Foto multiplicadores Processador de sinal Escoamento Ópticas de transmissão Ópticas de recepção

4 Fonte de Luz Direccional Coerente Monocromática Polarizada

5 Separador de feixes e Célula de Bragg O primeiro separa o feixe original em 2 A segunda altera a frequência de 1 dos feixes Laser Bragg cell Células electroscópicas gratings rotativas de difracção Em DANTEC webpage

6 Emissor Lente convergente para que exista cruzamento dos feixes no volume de controle Muito importante conhecer as características do arranjo óptico (ângulo entre os 2 feixes, distância focal)

7 Volume de Controle t (measured) Signal Time Franjas claras e escuras Distância entre franjas conhecida Só mede a componente da velocidade perpendicular ao plano das franjas Em DANTEC webpage

8 Volume de Controle F DLDL Y Z X z x X Z f Em DANTEC webpage

9 Volume de Controlo e Célula Bragg Em DANTEC webpage

10 Partículas Traçadoras Fundamentais Devem acompanhar o escoamento do diâmetro intensidade do sinal Não devem tornar o meio opaco impedindo a passagem da luz

11 Receptor Receiving optics with detector Transmitting optics Receiving optics with Detector Laser Bragg cell Detector Forward e side scattered Back scattered Em DANTEC webpage Em DANTED Webpage

12 Receptor Fotomultiplicadores: mais sensíveis, emissão de electrões, excitados pelos fotões Fotodiodos: mais resistentes, inversão da sentido da corrente devido à luz incidente

13 Processador de Sinal Correlators Frequency trackers Counters Spectrum analyzers Precisão Gama de frequências Capacidade para distinguir os sinais do ruído Resolução temporal

14 Imprecisões Reflexos Desvio dos raios Não perpendicularidade dos raios em relação ao plano de medida Desalinhamento do receptor (excepto back scatter) Interferências Gradientes de velocidade no volume de controlo

15 Aplicações Escoamentos laminares e turbulentos Estudos aerodinâmicos Escoamentos Supersónicos Automóveis, turbinas etc. Medidas de vibrações Ambientes quentes Velocidade de partículas...etc.

16 Algumas notas finais Técnica de medição de velocidades em líquidos ou em gases Pode medir 1, 2 ou as 3 componentes da velocidade Técnica óptica (Não-intrusiva) Não necessita de calibração Boa precisão Boa resolução espacial devido ao reduzido volume de controle Requer partículas traçadoras Requer acesso óptico ao escoamento Moroso

17 Exemplo Aparelho em vidro Duran, IR=1,47 Diâmetros pequenos Alterações de curvatura

18 Exemplo


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