Co je to Velocimeter?

Rychloměr je zařízení používané k měření rychlosti kapalin a plynů. Některé velocimetry měří pohyby částic, které byly suspendovány v tekutině, zatímco jiné používají pouze odražené světlo z laserů. Studium rychlosti tekutin a plynů se nazývá velocimetrie.

Rychloměr lze použít k měření dvou různých druhů dynamiky tekutin. „Lagrangiánská specifikace průtokového pole“ je, když částice spadnou do tekutiny a pozorují se jejich pohyby. To je podobné sledování hůlky nesené proudem nebo zachycených v vířivce. „Euleriánská specifikace průtokového pole“ sleduje určitý bod toku během časového období. To je analogické sedění na břehu a sledování jedné zatáčky řeky.

Částicová rychlost je, když se částice zavádějí do vody a měří se jejich rychlost. Částice mohou být drobné kapičky vody nebo oleje nebo pelety z kovu a skla. Velocimetr měří rychlost těchto částic tím, že je vyfotografuje v jednom bodě jejich pohybu v proudu. Poté je načasována další fotografie, aby byla pořízena o několik okamžiků později. Tyto dvě fotografie budou porovnány a bude stanovena celková rychlost tekutiny.

„Fotoaparát“ používaný k fotografování částic je laserový paprsek. Dvě čočky se sloučí a rozšíří paprsek, aby se vytvořil krátký záblesk, který se poté analyzuje a vytvoří se dvourozměrný nebo 2D obraz. Lasery se používají, protože částice jsou rychle se pohybující a mikroskopické. Normální objektiv fotoaparátu se nemůže dostatečně rychle otevřít a zavřít, aby zachytil jejich pohyby.

Jiný typ rychloměru se nazývá Dopplerův rychloměr. V tomto typu rychlosti se měří odrazy světla místo částic. Velocimeter například nasměruje laserový paprsek přes pacientovy tepny a způsob, jakým se světlo odráží od pohybující se krve, řekne technikovi, jak dobře krev cirkuluje. Tento typ měření vychází z Dopplerova efektu, kdy rychlost světla může být posuzována měřením frekvence vlny vzhledem k pozorovateli.

Velocimetrie má mnoho praktických aplikací. Velocimetr může určit „víření“ plynů a tekutin ve spalovacích motorech, pecích, rozprašovacích sušárnách a chemických zpracovatelských závodech. Znalost pohybu tekutin ve strojích pomáhá konstruktérům plánovat problémy s opotřebením a diagnostikováním a celkovou praktičnost systému. Protože laserová velocimetrie je neinvazivní, může být také použita jako součást lékařských postupů.