Kas ir ātruma mērītājs?

Ātruma mērītāju var izmantot divu dažādu šķidruma dinamikas veidu mērīšanai. “Plūsmas lauka Lagranža specifikācija” ir tad, kad šķidrumā tiek nomestas daļiņas un tiek novērota to kustība. Tas ir līdzīgi kā vērot, kā nūju nes straume vai ieķeras virpuļos. “Plūsmas lauka Eileriāna specifikācija” novēro noteiktu plūsmas punktu noteiktā laika periodā. Tas ir līdzīgi kā sēdēt krastā un skatīties vienu upes līkumu.

Daļiņu ātruma mērīšana ir tad, kad daļiņas tiek ievadītas ūdenī un tiek mērīts to ātrums. Daļiņas var būt sīki ūdens vai eļļas pilieni vai metāla un stikla granulas. Ātruma mērītājs mēra šo daļiņu ātrumu, fotografējot tās vienā to kustības punktā straumē. Pēc tam dažus mirkļus vēlāk ir paredzēts uzņemt vēl vienu fotoattēlu. Abas fotogrāfijas tiks salīdzinātas, un tiks noteikts kopējais šķidruma ātrums.

Daļiņu fotoattēlu uzņemšanai izmantotā “kamera” ir lāzera stars. Divi objektīvi izlīdzina un paplašina staru, lai izveidotu īsu zibspuldzi, kas pēc tam tiek analizēta, lai izveidotu divdimensiju jeb 2D attēlu. Lāzeri tiek izmantoti, jo daļiņas ir ātri kustīgas un mikroskopiskas. Parasts kameras objektīvs nevar atvērt un aizvērt pietiekami ātri, lai iemūžinātu viņu kustības.

Cita veida ātruma mērītāju sauc par Doplera velocimetru. Šāda veida velocimetrijā daļiņu vietā mēra gaismas atstarojumus. Velometrs novirza lāzera staru, piemēram, pāri pacienta artērijām, un veids, kā gaisma atstaro kustīgās asinis, tehniķim pateiks, cik labi asinis cirkulē. Šāda veida mērījumi izriet no Doplera efekta, kad gaismas ātrumu var spriest, mērot viļņa frekvenci attiecībā pret novērotāju.

Velocimetrijai ir daudz praktisku pielietojumu. Velometrs var noteikt gāzu un šķidrumu “virpuli” iekšdedzes dzinējos, krāsnīs, smidzinātājos un ķīmiskās pārstrādes rūpnīcās. Zināšanas par to, kā šķidrumi pārvietojas mašīnās, palīdz dizaineriem plānot pret nodilumu un diagnosticēt problēmas un sistēmas vispārējo praktiskumu. Tā kā lāzera velocimetrija ir neinvazīva, to var izmantot arī kā daļu no medicīniskām procedūrām.