Измерительные системы для исследования потоков жидкости и газа
Измерительные испытательные системы
численное моделирование   /   шум вибрация давление
динамика потоков жидкости и газа
оборудование для краш испытаний   /  метрология
+ 7 (495) 799-90-92
+ 7 (495) 204-18-51
Каталог
Меню

Система FlexPDA

Решения для измерения размеров и скорости частиц

 

1.jpg

 

Исследование динамики частиц с помощью системы PDA

Анализатор динамики частиц (PDA), также известный как фазовый доплеровский анализатор частиц (PDPA) и фазовый доплеровский интерферометр (PDI), хорошо зарекомендовал себя в качестве средства одновременного измерения размеров и скорости частиц. PDA работает как расширение к системе лазерной доплеровской анемометрии (LDA). Обе являются оптическими техниками , которые позволяют проводить высокоточные неконтактные точечные измерения в рамках разнообразных гидродинамических исследований.

Система FlexPDA унаследовала все преимущества методов фазовой и лазерной доплеровской анемометрии, благодаря чему обладает небольшими размерами и характеризуется оптимальным решением по сравнению с другими для одновременного измерения размеров и скорости частиц.

 

Основные преимущества

•     Оптическая система излучателя настроена в заводских условиях

•     Датчик приёмника с оптоволоконным кабелем обеспечивает максимальную адаптивность

•     Широкий диапазон измерения размеров частиц (от 1 до 500 мкм)

•     Современный процессор обработки сигналов позволяет решать самые сложные задачи

•     Доступна современная адаптивная многофункциональная программная платформа с удобным интерфейсом

•     Автоматическая калибровка фазы обеспечивает точное измерение размеров

•     Монтажная планка и элементы крепления позволяют выполнить юстировку при любом варианте применения анализатора динамики частиц

•     Система LDA может работать в полностью автономном режиме при обратном рассеянии

•     Возможность адаптации к другим решениям

Принцип работы системы FlexPDA

Система FlexPDA позволяет получить полноценную платформу начального уровня, предназначенную для измерения размеров и скорости частиц с помощью фазовой/лазерной доплеровской анемометрии. Такая система может быть сконфигурирована на проведение одномерных или двухмерных измерений скорости и объединить с механизмом одномерного, двухмерного или трехмерного перемещения, чтобы визуализировать пространственные распределения.

Система FlexLDA состоит из четырех основных компонентов: оптика излучателя, оптика приёмника, процессор сигналов и программное обеспечение.

Оптика излучателя направляет два или более лазерных луча в исследуемый объём, чтобы создать систему интерференционных полос для проведения «точечных» измерений. Частицы, проходящие через эти полосы, рассеивают свет с модуляцией его интенсивности. Оптика приёмника собирает рассеянный свет и направляет его в процессор сигналов по оптоволоконному кабелю. Внутри процессора световой сигнал преобразуется в электрический с помощью фотоумножителей, после чего оцифрованная версия этого сигнала по времени идентифицируется как доплеровский всплеск. Применение различных методов цифровой обработки сигналов позволяет определить частоту и фазу этих всплесков, которые содержат информацию о скорости и размере частиц и могут быть проанализированы в программном обеспечении.

2.png

Базовая схема системы FlexPDA для одномерных и двухмерных измерений.

Доступны различные дополнительные возможности для расширенной синхронизации, обработки аналоговых входных сигналов, текущего контроля скорости/размеров частиц, независимого управления процессором и многого другого, что обеспечивает повышенную гибкость настройки измерительной системы с учетом уникальных требований.

Оптика излучателя

FlowExplorer – компактный откалиброванный лазерный излучатель, готовый к использованию

Компактный излучатель FlowExplorer предназначен для фазовой/лазерной доплеровской анемометрии. Данный излучатель оснащен диодными лазерами мощностью 70 или 90 мВт.

Благодаря заводской юстировке и калибровке оптики этот излучатель идеально подходит для ситуаций, когда требуется документирование погрешности (неопределености) измерений. Погрешность (неопределеность) калибровки скорости составляет 0,11 % (коэффициент охвата равен 2). Разрешающая способность по скорости лучше 0,002 % выбранного диапазона скорости. FlowExplorer можно также использовать в качестве излучателя/приёмника для метода лазерной доплеровской анемометрии, что способствует максимальной гибкости системы FlexPDA.

Оптика приёмника

Приёмник FiberPDA

Приёмник FiberPDA предназначен для выполнения разнообразных измерений методом фазовой доплеровской анемометрии. В одном компактном датчике с оптоволоконным кабелем объединены трёхапертурная маска и детектор. Оптоволоконный кабель, состоящий из трех принимающих волокон, соединяет датчик приёмника с процессором сигналов, включающим фотоумножители.

Компактная легкая конструкция приёмника FiberPDA упрощает обращение с ним. Он отюстирован производителем в заводских условиях и не требует обслуживания. Герметизация волокон прочной оптоволоконной конструкции обеспечивает защиту от пыли и увеличивает срок службы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.jpg

Лазерный излучатель FlowExplorer на поворотной опоре для совмещения с приёмником PDA.

 

4.jpg

Датчик приёмника FiberPDA, закрепленный на опоре, обеспечивающей вращение, наклон и смещение для совмещения с передатчиком LDA.


 

Для фокусировки обнаруженного рассеянного света от каждой отдельной апертуры на отдельное принимающее волокно используется ахроматический сложный объектив. Такое техническое решение обеспечивает отличную эффективность передачи и высокое качество сигналов. Стандартный передний объектив позволяет выполнять измерения на расстоянии до 400 мм.

Через окуляр пользователь может видеть пространственный фильтр и объем лазерного зонда, благодаря чему возможна точная и простая настройка оптики PDA. Специальная опора предоставляет возможности для быстрого приблизительного позиционирования датчика, а также для точной регулировки вращения, наклона и перемещения с целью идеального совмещения.

Процессор сигналов

Быстрый высокопроизводительный полнофункциональный процессор BSA (Спектральный анализатор всплесков - Burst Spectrum Analyzer)

Быстрый высокопроизводительный полнофункциональный процессор BSA F100 снабжен интерфейсами Ethernet, Wi-Fi и USB, благодаря чему его можно подключить к персональному компьютеру по проводной или беспроводной локальной сети, а также используя USB-кабель. В больших помещениях или при необходимости дистанционного доступа такие возможности подключения позволяют легко установить процессор вблизи исследовательского оборудования, а персональный компьютер — на достаточно большом расстоянии, чтобы обеспечить безопасность и/или удобство размещения. Настройка системы очень проста и удобна для пользователя, так как она выполняется непосредственно в единицах скорости на основе центральной скорости и значения диапазона скоростей.

Благодаря своей максимальной полосе пропускания 5 МГц процессор BSA P100 идеально подходит для разнообразных вариантов применения в области измерения характеристик диспергированных частиц в спреях и для измерений частиц. В зависимости от конфигурации оптики процессор способен охватывать диапазон скоростей вплоть до 68 м/с. BSA может непрерывно обрабатывать данные со скоростью до 100 кГц при пиковой частоте 1 МГц.

Сигналы анализируются внутренними аппаратными/микропрограммными ресурсами процессора, поэтому система FlexPDA позволяет выполнять измерения в реальном времени. Пользователь может отслеживать доплеровские всплески, спектры, данные о размерах и скорости, скорость передачи данных, скорость проверки и другую информацию он –лайн и в режиме реального времени.

Системы PDA нуждаются в точном измерении разностей фаз оптических сигналов, обнаруживаемых с разных направлений, которые затем используются для измерения размеров частиц. Следовательно, перед сбором данных требуется откалибровать электронную аппаратуру, чтобы определить и сохранить фазовые задержки. При необходимости этот процесс автоматически реализуется процессором BSA. Процессор BSA обладает функцией автоматической защиты фотоумножителей от перегрузки. Благодаря этому в случае обнаружения слишком мощной засветки происходит быстрое снижение высокого напряжения на фотоумножителях, чтобы предотвратить их повреждение и продлить срок службы таких чувствительных компонентов. Дополнительные сведения о процессоре BSA доступны в отдельном описании технических характеристик.

Анализ данных

BSA Flow — наиболее гибкое всеобъемлющее программное обеспечение, предназначенное для измерений методом фазовой доплеровской анемометрии

Система FlexPDA обладает новейшим самым современным программным обеспечением (BSA Flow), предназначенным для сбора и анализа данных во время выполнения измерений методом фазовой/лазерной доплеровской анемометрии.

BSA Flow собирает, обрабатывает и представляет данные с использованием обширных графических функций. Во время сбора данных результаты измерений могут интерактивно отображаться с использованием различных средств, таких как гистограммы, двух-/трехмерные графики, списки (статистика отдельных результатов) и программный монитор сигналов для проверки качества измерений.

Программа BSA Flow интуитивно понятна и проста в использовании благодаря пользовательскому интерфейсу, основанному на последовательностях операций. Конфигурация оптики и параметры процессора контролируются посредством программного обеспечения, начиная с настройки системы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.jpg

Отображение в реальном времени сигналов, скорости передачи данных, скорости проверки и т. д. с помощью системной управляющей программы.


Доступны инструменты, позволяющие анализировать и отображать определяемые пользователем данные, обновляемые во время проведения измерений методом фазовой доплеровской анемометрии. В целях обеспечения максимальной гибкости анализ данных можно настроить с помощью встроенного модуля расчетов, языка программирования Python или модуля MatLab Link. Графическое представление данных возможно в виде векторных, двухмерных (линии и точки) и трехмерных графиков. Графики и числовые результаты можно добавлять в отчеты об измерениях. Для таких отчетов используется формат PDF или HTML. Числовое представление результатов возможно в двоичном, ASCII-, MS Excel- и TecPlot-форматах. Дополнительные сведения о функциях программного обеспечения представлены в описании характеристик программного пакета BSA Flow на веб-сайте компании Dantec Dynamics.

6.jpg

Dantec Dynamics BSA Flow — наиболее гибкое всеобъемлющее программное обеспечение, предназначенное для измерений методом фазовой доплеровской анемометрии.

Конфигурации


Название

Описание

FlexPDA 1D

FlowExplorer 1D, 90 мВт

BSA P100 1D, 660 нм

Датчик приёмника FiberPDA, диаметр 60 мм, кабель 5 м

Опора, обеспечивающая вращение излучателя FlowExplorer

Опора, обеспечивающая вращение, перемещение и наклон датчика приёмника FiberPDA

Г-образная монтажная опора 1200 мм x 800 мм

Программный пакет BSA Flow

Дополнительный модуль для расширения возможностей работы с графикой

Дополнительный модуль для определения размеров частиц

Защитные очки для юстировки лазера

Защитные очки для работы с лазером

Передний объектив для FlowExplorer (300 мм или 500 мм)

Передний объектив для FiberPDA (160 мм или 400 мм)

FlexPDA 2D

FlowExplorer 2D, 90/70 мВт

BSA P100 2D, 660/785 нм

Датчик приёмника FiberPDA, диаметр 60 мм, кабель 5 м

Опора, обеспечивающая вращение излучателя FlowExplorer

Опора, обеспечивающая вращение, перемещение и наклон датчика приёмника FiberPDA

Г-образная монтажная опора 1200 мм x 800 мм

Программный пакет BSA Flow

Дополнительный модуль для расширения возможностей работы с графикой

Дополнительный модуль для определения размеров частиц

Защитные очки для юстировки лазера

Защитные очки для работы с лазером

Передний объектив для FlowExplorer (300 мм или 500 мм)

Передний объектив для FiberPDA (160 мм или 400 мм)


Дополнительные возможности

Для системы FlexLDA доступны дополнительные компоненты, позволяющие удовлетворить требования соответствующего варианта применения этой системы. Ниже указаны возможные дополнения.

Обновление процессора. Процессор BSA P100 можно заменить на процессор BSA P600 с максимальной частотой 120 МГц, чтобы получить возможность измерения более высоких скоростей. Дополнительные программные модули. Доступны программные модули для спектра/корреляции, циклических явлений, сценариев, MATLAB Link, лазерно-индуцированной флуоресценции LIF и параметрического анализа. Ознакомьтесь с отдельными описаниями технических характеристик, доступными на веб-сайте компании Dantec Dynamics.

Механизм перемещения. В систему можно добавить программно-управляемый автоматический механизм перемещения траверсы по одной, двум или трем координатам с целью картирования потоков. Программное обеспечение совместимо с несколькими стандартными контроллерами перемещения. Ознакомьтесь с отдельными описаниями технических характеристик, доступными на веб-сайте компании Dantec Dynamics.

Технические характеристики

Оптика излучателя

FlowExplorer

Лазер

Диодный

Мощность лазера

90/70 мВт (1D/2D)

Длина волны лазера

660/785 нм (1D/2D)

Фокусное расстояние

300 или 500 мм

Размеры измеряемого объёма

0,09 х 0,09 х 0,92 мм3 (фокусное расстояние 300 мм)

0,15 х 0,15 х 2,55 мм3 (фокусное расстояние 500 мм)

Вес оптической подсистемы (без контроллера лазера)

5 кг

 

Оптика приёмника

FiberPDA

 

Датчик приёмника FiberPDA (диаметр 60 мм)

Апертурные маски для облегчения выбора диапазона размеров

Оптические волокна нe требуют обслуживания

Фокусное расстояние

160 или 400 мм

Вес оптической подсистемы (без волокна)

0,8 кг

 

Процессор сигналов

BSA P100

Максимальная скорость

> 40 м/с (фокусное расстояние 300 мм)

> 68 м/с (фокусное расстояние 500 мм)

Скорость передачи данных

> 100 000 импульсов/с

Разрешающая способность

> 16 бит

Диапазон размеров частиц

От 1 мкм до 550 мкм

 

Программное обеспечение

Функциональные возможности

BSA Flow

- Пользовательский интерфейс на основе последовательности операций

- Осциллограмма сигналов, отображаемая в реальном времени

- Интерактивное отображение проверки данных, скорости передачи данных, степени совпадения, анодного тока фотоумножителя

- Получение конечных результатов в реальном времени благодаря многопоточности и прореживанию отображаемых данных

- Настройка процессора BSA

- Получение данных от спектроанализатора импульсов

- Управление системой перемещения

- Статистика результатов (среднее значение, среднеквадратичное значение, асимметрия и плоскостность)

- Список результатов

- Экспорт данных

Дополнительный модуль для расширения возможностей работы с графикой

Позволяет строить графики профилей с доверительным интервалом, векторные графики, контурные графики, двухмерные графики и многие другие

Дополнительный модуль для определения размеров частиц

Позволяет выполнять измерения методом фазовой доплеровской анемометрии, анализ данных и представление результатов

Назад