Планарная лазерно-индуцированная флуоресценция

Упрощенная экспериментальная установка PLIF.

Планарная лазерно-индуцированная флуоресценция (PLIF) — это метод оптической диагностики, широко используемый для визуализации потока и количественных измерений. Было показано, что PLIF используется для измерения скорости, концентрации, температуры и давления.

Работающий

Установка PLIF состоит из источника света (обычно лазера ), набора линз, образующих лист, флуоресцентной среды, собирающей оптики и детектора. Свет источника освещает среду, которая затем флуоресцирует. Этот сигнал улавливается детектором и может быть связан с различными свойствами среды.

Типичные лазеры, используемые в качестве источников света, являются импульсными и обеспечивают более высокую пиковую мощность, чем лазеры непрерывного действия. Кроме того, короткая длительность импульса полезна для хорошего временного разрешения . Некоторые из широко используемых лазерных источников — это Nd:YAG-лазер , лазеры на красителях , эксимерные лазеры и ионные лазеры . Свет лазера (обычно луч) проходит через набор линз и/или зеркал, образуя лист, который затем используется для освещения среды. Эта среда либо состоит из флуоресцентного материала, либо может быть засеяна флуоресцентным веществом. Сигнал обычно захватывается ПЗС- или КМОП- камерой (иногда камеры с усилением используются также ). Синхронизирующая электроника часто используется для синхронизации импульсных источников света с камерами с усиленным освещением.

Сравнение с другими методами

Преимущества

- В отличие от некоторых других методов визуализации потока, PLIF можно комбинировать с измерением скорости изображения частиц (PIV) . Это позволяет одновременно измерять поле скорости жидкости и концентрацию частиц.

Ограничения

1. Поле потока должно содержать молекулярные частицы с длиной волны оптического резонанса, к которой можно получить доступ с помощью лазера.
2. для измерения температуры обычно требуются два лазерных источника
3. измерения скорости обычно практичны только для потоков с большим числом Маха (околозвуковых или сверхзвуковых)
4. отношение сигнал/шум часто ограничивается дробовым шумом детектора
5. флуоресцентные помехи от других веществ, особенно от углеводородов в реагирующих потоках под высоким давлением
6. затухание лазерного листа в поле потока или реабсорбция флуоресценции до того, как она достигнет детектора, может привести к систематическим ошибкам.

См. также

• флуоресценция
• Лазерно-индуцированная флуоресценция
• Визуализация потока
• Измерение скорости изображения частиц (PIV)

Ссылки

• Зейцман, Дж. М.; Хэнсон, РК (1993). «Планарная флуоресцентная визуализация в газах». В Тейлоре, AMKP (ред.). Приборы для течений с горением . Академическая пресса . стр. 405–466. ISBN  978-0-12-683920-3 .