طراحی سیستم سایه نگاری پرسرعت جهت محاسبات ابعادی و سرعت ذرات

Abstract

در این مقاله، طراحی و ساخت یک منبع نوری پرتوان پالسی جهت استفاده در تصویربرداری از ذرات به کمک روش سایه‌نگاری تشریح شده است. با توجه به کنتراست بالای تصاویر در روش سایه‌نگاری و عدم نیاز به منبع نور پرقدرت، از دیودهای نوری (LED) متعارف به جای لیزر در این منبع نوری استفاده شده. بنابراین، سامانه ساخته‌شده در بسیاری از مشخصات قابل مقایسه با نمونه‌های روش PIV می‌باشد. منبع نور پالسی ساخته‌شده حداقل پهنای پالس ns 125، فرکانس Hz 500 و حداکثر جریان عبوری A 15 را تامین می‌کند. جهت همزمانی پالس‌های نوری و زمان باز و بسته شدن شاتر دوربین، یک همزمان ساز نیز متناسب با مشخصات دوربین و منبع نور طراحی شده است. هم‌چنین، در این کار با استفاده از تکنیک یک فریم-چند نور امکان جایگزینی دوربین‌های پرسرعت با نمونه‌های تجاری DSLR مورد مطالعه قرار گرفته است. تصاویر گرفته شده به کمک یک دوربین معمولی (DSLR) نشان می‌دهد که قطرات با سرعتی در حدود m/s 30-20 و اندازه‌‌ای در حدود um 200-100 قابل شناسایی هستند.