No campo da pesquisa em mecânica de fluidos, é essencial medir com precisão a distribuição da velocidade dos fluidos. A Velocimetria de Fluorescência Induzida por Laser Planar (PLIF) desempenha um papel insubstituível como tecnologia de medição avançada, abrindo uma nova janela para os pesquisadores observarem os detalhes do fluxo de fluidos.
O princípio de funcionamento do sistema de medição de velocidade de fluorescência induzida por laser plano é baseado no fenômeno de fluorescência induzida por laser. Quando o laser de um comprimento de onda específico é irradiado em um fluido que contém a substância fluorescente, as moléculas da substância fluorescente absorvem a energia do laser e saltam para o estado de excitação, que posteriormente emite fluorescência ao retornar ao estado básico. Medindo a distribuição espacial da intensidade da fluorescência e combinando modelos de dinâmica de fluidos conhecidos e princípios ópticos, a informação do campo de velocidade do fluido pode ser retrolançada.
O sistema é composto principalmente por fontes de luz laser, sistemas de transmissão óptica, sistemas de imagem fluorescente e sistemas de processamento de dados. O feixe laser gerado pela fonte de luz laser de alta energia e alta frequência de pulso é moldado e expandido pelo sistema de transmissão óptica, formando uma folha fina de laser que é irradiada uniformemente na área do fluido a medir. As substâncias fluorescentes no fluido são estimuladas a produzir fluorescência e o sistema de imagem fluorescente usa câmeras de alta velocidade para gravar a sequência de imagens fluorescentes. O sistema de processamento de dados analisa e processa as imagens capturadas para extrair informações sobre o tamanho e a direção da velocidade do fluido.
O sistema de medição de velocidade de fluorescência induzida por laser plano apresenta muitas vantagens significativas. Em primeiro lugar, é capaz de realizar medições de campo completo, obtendo uma distribuição de velocidade do fluido em uma área maior de uma só vez, melhorando significativamente a eficiência da medição e a resolução espacial em comparação com os métodos de medição de ponto único tradicionais. Em segundo lugar, a tecnologia é uma medição sem contato que não interfere com o estado de fluxo do fluido medido, garantindo a precisão e a autenticidade dos resultados de medição. Além disso, o sistema PLIF pode ser combinado com outras tecnologias de medição, como a tecnologia de medição de velocidade de imagem de partículas (PIV), para enriquecer ainda mais as informações de medição e estudar em profundidade os fenômenos complexos de fluxo de fluidos.
Na aplicação prática, o sistema de medição de velocidade de fluorescência induzida por laser plano é amplamente utilizado em várias áreas como aeroespacial, engenharia automotiva e biomédica. Na área aeroespacial, ele pode ser usado para estudar a distribuição do fluxo de ar em torno da aeronave e otimizar o design da aeronave; Em engenharia automotiva, ajuda a analisar o movimento de pulverização de combustível e fluxo de ar dentro do motor para melhorar o desempenho do motor; Na área biomédica, a capacidade de observar o fluxo sanguíneo dentro dos vasos sanguíneos do corpo humano fornece uma base importante para o diagnóstico e tratamento de doenças.