Hva er et velocimeter?
En velocimeter er en enhet som brukes til å måle hastigheten på væsker og gasser. Noen velocimeter måler bevegelsene til partikler som har blitt suspendert i væsken, mens andre bare bruker det reflekterte lyset fra lasere. Studiet av hastigheten på væsker og gasser kalles velocimetry.
Et velocimeter kan brukes til å måle to forskjellige typer væskedynamikk. En "lagrangsk spesifikasjon av strømningsfeltet" er når partikler slippes ned i væsken og bevegelsene deres blir observert. Dette ligner på å se en pinne som blir ført av strømmen eller fanget i en virvel. En "eulerisk spesifikasjon av strømningsfeltet" observerer et spesifikt punkt i flyten over en periode. Dette er analogt med å sitte på bredden og se på en bøyning av en elv.
Partikkelvelocimetri er når partikler føres i vannet og hastigheten deres blir målt. Partiklene kan være små dråper vann eller olje, eller pellets av metall og glass. Et velocimeter måler hastigheten til disse partiklene ved å ta et bilde av dem på et tidspunkt i bevegelsen i bekken. Så er det et nytt tidspunkt for å bli tatt noen øyeblikk senere. De to bildene blir sammenlignet, og væskens totale hastighet blir bestemt.
"Kameraet" som ble brukt til å ta partiklenes bilder, er en laserstråle. To linser flater ut og utvider strålen for å lage en kort blits, som deretter analyseres for å lage et todimensjonalt, eller 2D, bilde. Lasere brukes fordi partiklene er raskt bevegelige og mikroskopiske. Et vanlig kameralins kan ikke åpne og lukkes raskt nok til å fange bevegelsene deres.
En annen type velocimeter kalles Doppler velocimeter. I denne typen velocimetri måles lysrefleksjonene i stedet for partikler. Velocimeteret leder for eksempel en laserstråle over pasientens arterier, og måten lyset reflekterer av det bevegelige blodet, vil fortelle teknikeren hvor godt blodet sirkulerer. Denne typen måling kommer fra Doppler-effekten, når lysets hastighet kan bedømmes ved å måle en bølgefrekvens i forhold til observatøren.
Velocimetry har mange praktiske anvendelser. Et velocimeter kan bestemme "virvlingen" av gasser og væsker i forbrenningsmotorer, stekeovner, spray-tørkere og kjemiske prosessanlegg. Kunnskap om hvordan væskene beveger seg i maskiner hjelper designere med å planlegge mot slitasje og diagnostisere problemer og systemets generelle praktiske egenskaper. Fordi laservelocimetri er ikke-invasiv, kan den også brukes som en del av medisinske prosedyrer.