Wat is een snelheidsmeter?
Een snelheidsmeter is een apparaat dat wordt gebruikt om de snelheid van vloeistoffen en gassen te meten. Sommige velocimeters meten de bewegingen van deeltjes die in de vloeistof zijn gesuspendeerd, terwijl anderen alleen het gereflecteerde licht van lasers gebruiken. De studie van de snelheid van vloeistoffen en gassen wordt velocimetrie genoemd.
Een snelheidsmeter kan worden gebruikt om twee verschillende soorten vloeistofdynamica te meten. Een "Lagrangiaanse specificatie van het stromingsveld" is wanneer deeltjes in de vloeistof vallen en hun bewegingen worden waargenomen. Dit is vergelijkbaar met het kijken naar een stok die door de stroom wordt gedragen of gevangen in een wervelwind. Een "Euleriaanse specificatie van het stromingsveld" neemt een specifiek punt in de stroming gedurende een tijdsperiode waar. Dit is analoog aan op de oever zitten en kijken naar een bocht van een rivier.
Deeltjes Velocimetrie is wanneer deeltjes in het water worden geïntroduceerd en hun snelheid wordt gemeten. De deeltjes kunnen minieme druppeltjes water of olie zijn, of pellets van metaal en glas. Een snelheidsmeter meet de snelheid van deze deeltjes door er een foto van te maken op een bepaald punt in hun beweging in de stroom. Dan wordt een andere foto getimed om enkele ogenblikken later te worden genomen. De twee foto's worden vergeleken en de totale snelheid van de vloeistof wordt bepaald.
De "camera" die wordt gebruikt om de foto's van de deeltjes te maken is een laserstraal. Twee lenzen vlakken en verbreden de straal om een korte flits te creëren, die vervolgens wordt geanalyseerd om een tweedimensionaal of 2D-beeld te creëren. Lasers worden gebruikt omdat de deeltjes snel bewegen en microscopisch klein zijn. Een normale cameralens kan niet snel genoeg worden geopend en gesloten om hun bewegingen vast te leggen.
Een ander type snelheidsmeter wordt de Doppler-snelheidsmeter genoemd. In dit type velocimetrie worden de reflecties van licht gemeten in plaats van deeltjes. De velocimeter richt bijvoorbeeld een laserstraal over de slagaders van een patiënt en de manier waarop het licht reflecteert van het bewegende bloed zal de technicus vertellen hoe goed het bloed circuleert. Dit type meting is afkomstig van het Doppler-effect, wanneer de snelheid van het licht kan worden beoordeeld door de frequentie van een golf ten opzichte van de waarnemer te meten.
Velocimetrie heeft veel praktische toepassingen. Een snelheidsmeter kan de "werveling" van gassen en vloeistoffen in verbrandingsmotoren, ovens, sproeidrogers en chemische verwerkingsfabrieken bepalen. Kennis van hoe de vloeistoffen in machines bewegen helpt ontwerpers om slijtage te plannen en problemen en de algemene bruikbaarheid van het systeem te diagnosticeren. Omdat lasers Velocimetrie niet-invasief is, kan het ook worden gebruikt als onderdeel van medische procedures.