Hvad er et velocimeter?
Et velocimeter er en enhed der bruges til at måle hastigheden på væsker og gasser. Nogle velocimetre måler bevægelserne af partikler, der er suspenderet i væsken, mens andre kun bruger det reflekterede lys fra lasere. Undersøgelsen af hastigheden på væsker og gasser kaldes velocimetri.
Et velocimeter kan bruges til at måle to forskellige slags væskedynamik. En "lagrangsk specifikation af strømningsfeltet" er, når partikler falder i væsken og deres bevægelser observeres. Dette svarer til at se en pind bæres af strømmen eller blive fanget i en hvirvel. En "eulerisk specifikation af flowfeltet" observerer et specifikt punkt i strømmen over et tidsrum. Dette er analogt med at sidde på bredden og se på en bøjning af en flod.
Partikelhastighed er, når partikler indføres i vandet, og deres hastighed måles. Partiklerne kan være små dråber vand eller olie eller pellets af metal og glas. Et velocimeter måler hastigheden af disse partikler ved at tage et foto af dem på et tidspunkt i deres bevægelse i strømmen. Derefter er det tid til at tage et andet foto, der skal tages et øjeblik senere. De to fotos sammenlignes, og væskens samlede hastighed bestemmes.
"Kameraet", der bruges til at tage partiklenes fotos, er en laserstråle. To linser udjævner og udvider strålen for at skabe en kort blitz, som derefter analyseres for at skabe et to-dimensionelt billede eller 2D-billede. Lasere bruges, fordi partiklerne er hurtigt bevægelige og mikroskopiske. Et normalt kameralinser kan ikke åbnes og lukkes hurtigt nok til at fange deres bevægelser.
En anden type velocimeter kaldes Doppler velocimeter. I denne type velocimetri måles lysreflektionerne i stedet for partikler. Velocimeteret dirigerer for eksempel en laserstråle over en patients arterier, og den måde, hvorpå lyset reflekterer det bevægende blod, fortæller teknikeren, hvor godt blodet cirkulerer. Denne type måling kommer fra Doppler-effekten, når lysets hastighed kan bedømmes ved at måle en bølgefrekvens i forhold til observatøren.
Velocimetry har mange praktiske anvendelser. Et velocimeter kan bestemme "hvirvlen" af gasser og væsker i forbrændingsmotorer, ovne, sprøjtetørre og kemiske forarbejdningsanlæg. Viden om, hvordan væskerne bevæger sig i maskiner hjælper designere med at planlægge mod slid og diagnosticere problemer og systemets overordnede praktiske egenskaber. Da laserhastighed ikke er invasiv, kan den også bruges som en del af medicinske procedurer.