La velocimetria laser Doppler è una tecnica ottica per la misura della velocità di un flusso senza alcun contatto. Il sistema LDV rileva la velocità in un punto definito con precisione, dato dall'intersezione di due raggi laser: quando una particella tracciante attraversa questo volume di misura, la luce diffusa porta un'informazione di frequenza direttamente proporzionale alla sua velocità. Il risultato è una misura intrinsecamente accurata, ad alta risoluzione spaziale e temporale, adatta tanto alla ricerca fluidodinamica quanto al controllo di processo industriale. Un velocimetro laser Doppler non perturba il campo che misura.
La selezione parte dalla distanza di lavoro: il punto di misura può essere raggiunto da una sonda compatta posta a breve distanza oppure, quando il flusso non è accessibile o la galleria del vento è di grandi dimensioni, da un sistema a lunga focale. Va poi definito il numero di componenti di velocità da rilevare, da una singola componente alla misura simultanea di due o più. Pesano infine il regime di velocità previsto, dal flusso lento fino al supersonico, e il contesto d'uso, tra ambiente di ricerca e installazione industriale di processo.
Il velocimetro laser Doppler è uno strumento di riferimento nello studio dell'aerodinamica e nella ricerca fluidodinamica sperimentale. Trova impiego nella caratterizzazione del flusso in galleria del vento, nell'analisi di getti e flussi liberi, nello studio dei flussi interni in condotti e nella misura della velocità del vento in campo aperto. Oltre al laboratorio, la tecnica si presta al controllo di processo industriale, dove la misura senza contatto consente di monitorare la velocità di un fluido senza interferire con la linea produttiva né introdurre elementi soggetti a usura.
La velocimetria laser Doppler sfrutta l'effetto Doppler della luce diffusa. Due fasci laser coerenti vengono fatti convergere in un punto, dove generano un reticolo di frange di interferenza a spaziatura nota. Una particella che attraversa questo volume diffonde luce modulata in frequenza: misurando tale frequenza e conoscendo la geometria ottica, si ricava direttamente la velocità. Poiché la misura dipende da una frequenza e da una distanza nota, e non da un'ampiezza di segnale, la tecnica - nota anche come anemometria laser Doppler - non richiede taratura periodica del fattore di scala.
Individuare la configurazione LDV corretta richiede di valutare insieme distanza di lavoro, componenti di velocità, regime del flusso e condizioni dell'ambiente di misura. I nostri ingegneri affiancano il cliente in questa analisi, dalla definizione dei requisiti fino alla messa in opera, per arrivare allo strumento realmente adatto all'applicazione. Contattaci per una consulenza tecnica dedicata.
La velocimetria laser Doppler (LDV) è una tecnica ottica che misura la velocità di un fluido in un punto preciso, senza contatto. Due raggi laser si intersecano formando un volume di misura: quando una particella tracciante lo attraversa, la luce diffusa assume una frequenza proporzionale alla velocità. È una misura intrinsecamente accurata, usata in ricerca aerodinamica e controllo di processo.
La differenza riguarda la geometria della misura. La velocimetria laser Doppler misura la velocità in un singolo punto, con altissima risoluzione temporale. La PIV (Particle Image Velocimetry) misura invece l'intero campo di velocità su un piano, restituendo una mappa istantanea del flusso. La LDV è preferibile per misure puntuali continue e analisi della turbolenza; la PIV per visualizzare la struttura spaziale del flusso.
No. La velocimetria laser Doppler è una tecnica completamente non intrusiva: la misura avviene tramite raggi laser e non prevede l'inserimento di sonde fisiche nel flusso. Questo elimina ogni perturbazione del campo di moto e ogni elemento soggetto a usura, rendendola adatta sia allo studio di flussi sensibili in laboratorio sia al monitoraggio continuo in linea di processo.
La velocimetria laser Doppler ricava la velocità da una frequenza e dalla geometria ottica nota dei fasci, non dall'ampiezza di un segnale. Per questa ragione il fattore di scala della misura è definito da grandezze stabili e non richiede taratura periodica, a differenza di molte tecniche basate su sensori a contatto. Resta consigliabile una verifica funzionale dello strumento secondo le procedure del laboratorio.
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