Метод лазерно-индуцированной флуоресценции (LIF) разработан для измерения мгновенного распределения толщины плёнки жидкости на плоскости. Метод основан на свойстве специальных веществ – флуорофоров – переизлучать свет, спектральный состав которого отличается от спектрального состава возбуждающего излучения. Свет, переизлучённый растворённым в рабочей жидкости флуорофором, при помощи светофильтров отделяется от возбуждающего. Локальная толщина плёнки жидкости определяется по интенсивности переизлучённого света в данной точке: при большей толщине плёнки яркость свечения и, соответственно, яркость изображения этой точки, выше.
Схема эксперимента с использованием LIF метода
Особенности метода
- Оптический бесконтактный метод
- Позволяет получать мгновенные распределения толщины плёнки жидкости на плоскости
- Возможно использование флуорофоров, которые полностью растворимы и не изменяют свойства рабочих жидкостей
- При существенных искривлениях свободной поверхности, вызывающих фокусировки внутри жидкости или полное внутреннее отражение либо возбуждающего, либо переизлучённого света погрешность измерений увеличивается, вплоть до полной неприменимости метода
- Возможна реализация высокоскоростных измерений толщины плёнки в заданном сечении с использованием высокоскоростного линейного датчика и непрерывного лазера
- Перед проведением эксперимента необходимо производить калибровку системы по плоскому слою рабочей жидкости известной толщины
Область применения
- Измерение толщины плёнок жидкости (включая ривулеты), стекающих по плоскости
- Измерение толщины жидкости в каналах различного сечения (круглое, прямоугольное и т.д.) как без потока газа, так и при его наличии
Пример зарегистрированной стационарной волны.
H – толщина, делённая на толщину
невозмущённой плёнки.
(pезультаты ИТ СО РАН)
Компоненты системы
- персональный компьютер
- программное обеспечение ActualFlow с пакетом LIF Kit
- цифровая камера
- импульсный Nd:YAG лазер, объектив для формирования лазерного пятна
- флуорофор
- набор светофильтров
Для высокоскоростных измерений в заданном сечении:
- персональный компьютер
- программное обеспечение ActualFlow c пакетом LIF kit и модулем управления линейным ПЗС датчиком
- скоростная цифровая камера с линейным светочувствительным элементом
- полупроводниковый непрерывный лазер, объектив для формирования лазерного ножа
- флуорофор
- набор светофильтров
