Planární laserem indukovaná fluorescence - Planar laser-induced fluorescence

Zjednodušené experimentální zařízení PLIF.

Planární laserem indukovaná fluorescence (PLIF) je optická diagnostická technika široce používaná pro vizualizaci toku a kvantitativní měření. Ukázalo se, že PLIF se používá pro měření rychlosti, koncentrace, teploty a tlaku.

Pracovní

Nastavení PLIF se skládá ze zdroje světla (obvykle laseru ), uspořádání čoček pro vytvoření archu, fluorescenčního média, sběrné optiky a detektoru. Světlo ze zdroje osvětluje médium, které poté fluoreskuje. Tento signál je zachycen detektorem a může souviset s různými vlastnostmi média.

Typické lasery používané jako zdroje světla jsou pulzní, které poskytují vyšší špičkový výkon než kontinuální vlnové lasery. Krátká doba pulzu je také užitečná pro dobré časové rozlišení . Mezi často používané laserové zdroje patří Nd: YAG laser , barvicí lasery , excimerové lasery a iontové lasery . Světlo z laseru (obvykle paprsek) prochází sadou čoček a / nebo zrcadel a vytváří list, který se pak používá k osvětlení média. Toto médium je buď vyrobeno z fluorescenčního materiálu, nebo může být naočkováno fluorescenční látkou. Signál je obvykle zachycen CCD nebo CMOS kamerou (někdy se používají také zesílené kamery ). Časovací elektronika se často používá k synchronizaci zdrojů pulzního světla se zesílenými kamerami.

Základní principy

Srovnání s jinými technikami

Výhody

- Na rozdíl od několika jiných technik zobrazování toku lze PLIF kombinovat s velocimetrií částicového obrazu (PIV) . To umožňuje simultánní měření rychlostního pole kapaliny a koncentrace druhů.

Omezení

  1. tokové pole musí obsahovat molekulární druhy s vlnovou délkou optické rezonance, ke které lze přistupovat laserem
  2. měření teploty obvykle vyžadují dva laserové zdroje
  3. měření rychlosti jsou obvykle praktická pouze pro vysoké toky Machova čísla (téměř zvukové nebo nadzvukové)
  4. odstup signálu od šumu často omezený šumem detektoru
  5. fluorescenční interference od jiných druhů, zejména od uhlovodíků ve vysokotlakých reakčních tocích
  6. útlum laserového listu napříč tokovým polem nebo reabsorpce fluorescence předtím, než dosáhne detektoru, může vést k systematickým chybám

Aplikace

Viz také

Reference

  • Seitzman, JM; Hanson, RK (1993). "Planární fluorescenční zobrazování v plynech". V Taylor, AMKP (ed.). Přístrojové vybavení pro toky spalováním . Akademický tisk . 405–466. ISBN   978-0-12-683920-3 .