faseDoppleranemometri

Faz-Doppler Anemometrisi (PDA), Türkçe adıyla faz-doppler anemometrisi, akış içindeki damlacıklar veya kabarcıklar gibi parçacıkların boyutunu ve hızını optik olarak ölçen non-intrusif bir ölçüm yöntemidir. Genellikle spreyler, aerosoller ve two-phase akışlar gibi parçacık içeren akışlarda kullanılır; elde edilen veriler tekil parçacık bazında hız bileşenleri ve çapı şeklinde raporlanır.

İşleyiş prensibi, iki koherent lazer ışınının birbirine çarpışarak sabit bir girişim deseni (fringe) oluşturmasıdır. Parçacık bu deseni geçtiğinde saçılan ışık, parçacığın hızına bağlı olarak Doppler frekansı ve faz değişimi gösterir. Ayrıca iki ölçüm kanadından elde edilen sinyaller arasındaki faz farkı, parçacığın çapının belirlenmesi için kullanılır. Çap bilgisi genellikle ışığın kırınım indisi ve Mie teorisiyle ilişkilendirilerek kalibre edilir. Böylece PDA, aynı anda parçacık hızının tüm yöne göre bileşenlerini ve çapını çıkarabilir.

Donanım olarak PDA sistemi tipik olarak iki koherent lazer kaynağı, optik ayrıştırıcılar, odaklayıcılar ve iki fotodetektörden oluşan sinyal yolunu içerir. Sinyaller dijital olarak işlenir; Doppler frekansı ve fazı ayrı ayrı demodüle edilerek tekil parçacık olayları için hız ve çap değerleri elde edilir. Yaygın olarak parçacıkların küresel varsayımı altında çalışılır ve kırılma indisi bilinmelidir.

Kullanım alanları arasında yanma literatürü ve turbin atomizasyonu çalışmaları, sprey kurutma, inkjet baskı ve çevresel aerosoller yer alır. Avantajları arasında aynı anda hız ve boyut ölçümü yapabilme, yüksek zaman çözünürlüğü ve non-intrusif yapısı sayılır. Sınırlamalar arasında küresel parçacılar varsayımı, kırılma indisinin doğruluğu, çoklu saçılım etkileri ve hizalama gerekliliği bulunur. Kalibrasyon ve doğru yorum, güvenilir PDA verileri için esastır.