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Thermisches Strömungsfeld in Luft mit temperaturempfindlichen PIV Partikeln

Thermographische PIV Messtechnik

Bei der Thermographischen PIV Messtechnik werden temperaturempfindliche Phosphorteilchen als Streupartikel eingesetzt, die auch für die laserinduzierte Thermometrie genutzt werden können. Das Phosphor Material ist ein keramisches Pulver bestehend aus 2 µm Partikeln, die unter UV-Bestrahlung eine temperaturempfindliche Emission abgeben, die für beide Messtechniken gleichzeitig genutzt werden kann.
Auf Grund ihrer kleinen Größe zeigen diese Strömungsteilchen ein sehr kurzes Ansprechverhalten bzgl. schneller Änderungen in Wärmeströmungen.
Der Film zeigt eine 3 kHz Bildsequenz einer Wärmeströmung im Nachlauf eines beheizten Zylinders aufgenommen mit der Thermographischen PIV Methode und demonstriert damit eindrucksvoll das Potential dieser neuen Messtechnik.   

FlowMaster Thermographic PIV
Systemeigenschaften
  • Simultane Temperatur- und Strömungsfeldmessung:
    modifizierte FlowMaster PIV Systeme mit phosphoreszierenden Partikeln
  • Laser Imaging der Gastemperatur bis 900 K
  • Zeitaufgelöste Thermographische PIV Messungen mit kHz Aufnahmeraten
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Temperaturmessungen mit unterschiedlichen Messtechniken an einem heißen Luftstrahl

Messprinzip

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Thermographisches PIV ist eine Kombination aus zwei unabhängigen gängigen optischen Messmethoden:

Geschwindigkeiten in Strömungsfeldern werden mit Particle Image Velocimetry (PIV) gemessen. Alle planaren PIV Methoden können hier verwendet werden, wie z.B. planar, stereo und zeitaufgelöstes PIV.

Simultan werden Strömungstemperaturen mittels Phosphor Thermometrie gemessen. Die eingesetzten Phosphorpartikel werden mit einem UV Laser angeregt. Die emittierte Phosphoreszenz ist temperaturabhängig. Über ein 2-Farben ratiometrisches Verfahren kann die Gastempertur bestimmt werden.
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Natürliche Konvection über einer Heizplatte

Thermographische PIV Systeme

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Der Aufbau und die erforderliche Hardware für ein Thermographisches PIV Messsystem können flexible an die Messaufgabe und Anforderungen angepasst werden. Dabei kann bestehende Hardware, wie z.B. ein FlowMaster PIV System, einfach erweitert werden um simultane Strömungsfeld- und Temperaturemessungen durchzuführen.

Alle notwendigen Zusatzbausteine wie Partikelseeder und eine Heißluft-Kalibriervorrichtung sind erhältlich.
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