Enseñanza de Ingeniería Armfield

INSTRUMENTOS HIDRÁULICOS

H serie - Versión 1
SISTEMA PIV LÁSER H41 para la medición y visualización de caudal

El H41 utiliza la velocimetría de imágenes de partículas (PIV, particle image velocimetry) para medir, de forma no intrusiva, las velocidades del fluido en múltiples puntos de un caudal a una tasa máxima de 16 Hz. El hardware compacto y portátil (que utiliza un láser de clase 3b seguro y continuo) y el software muy fácil de usar con visualización en tiempo real lo convierten en una herramienta ideal para la docencia universitaria y las demostraciones.

Gracias a su sofisticado procesamiento multipaso, el H41 tiene un rendimiento equiparable a sistemas PIV de mayor potencia y mucho más caros. Por lo tanto, también resulta una herramienta idónea y con una excelente relación calidad-precio para la investigación experimental de dinámica de fluidos.

El software intuitivo proporciona una amplia gama de funciones de procesamiento, visualización y grabación, tanto para la velocidad como para los datos estadísticos derivados, mediante un PC estándar.

ESPECIFICACIONES DEL PEDIDO

• Sistema de velocimetría de imágenes de partículas que consta de un proyector de hoja de luz láser, un sistema de cámara y software de procesamiento.

• Láser de 200 mW y 660 nm (clase 3b), con duración y separación de impulso variables.

• Sistema óptico de hoja de luz de 45° de serie con sistema óptico opcional para producir una hoja de 22°

• Visualización bidimensional en tiempo real de vectores de velocidad de caudal actualizados a un máximo de 16 Hz

• Los datos se pueden grabar en formatos de vídeo (avi), mapa de bits (bmp), texto (csv) y Matlab (mat)

ESPECIFICACIONES

Láser:
> Diodo de láser de 200 mW y 660 mn de estado sólido y refrigerado por aire (clase 3b).
> Sistema óptico estándar que produce una hoja de luz de 3 mm de espesor y 45° (200 mm de anchura a 250 mm).

> Hay disponible un sistema óptico de hoja de luz de 22° intercambiable (unidad H41-3).
> Separaci?n de impulsos (?t) entre 100 µs y 5 s (en incrementos de 10 µs)
> Duración de impulso entre 10 µs y 32 ms (en incrementos de 10 µs).

Cámara:
> Sensor CMOS VGA muy sensible:
640 * 480, píxeles de 6,0 µm (formato de 85 mm);
~50% de eficacia de quántum a 660 nm;
Intervalo dinámico de 75 a 110 dB;
Sensibilidad de 4,8 V/lux·seg.

> La entrada de activación permite sincronizar la obtención del par de imágenes con los eventos externos.
> Acepta CS o C-lentes de montura estándar (12'5mm f/1'4 lentes suministradas).
> La exposición de la cámara y el pulso del láser puede ser ajustado de monera que se puede trabajar en une habitación iluminada (con luz).

Procesamiento de software:
> Velocidad de actualización y registro de datos hasta 16 Hz (depende de la velocidad del ordenador, los parámetros de adquisición y análisis PIV seleccionados y la grabación que se esté realizando)

> Cálculo de vectores de 2 componentes en tiempo real o fuera de línea.
> Correlación transversal de un solo paso o multipaso adaptativo con tamaños de ventana de 8, 12, 16, 24, 32 o 64 píxeles.

> Superposición de ventana del 0% o del 50% (es decir, mapas de hasta 19.000 vectores).
> Interpolación de vectores opcional y filtrado basado en:
Límites de velocidad proporcionados por el usuario;
RMS de valores de vectores adyacentes.

> Cálculo de los siguientes escalares derivados:

Ángulo y magnitud de vector;
Vorticidad y remolino
Velocidad media por promedio de tiempo
RMS e intensidad de turbulencia
Donde corresponda, el componente de vector y el número de muestra estadística están definidos por el usuario.

 

CÓDIGOS DE PEDIDO

H41-1 Sistema PIV láser para la medición y visualización de caudal
H41-2 Sistema PIV láser para la medición y visualización de caudal con proyector de hoja de luz nanoLase sumergible

VARIANTES DE VOLTAJE

H41-1-A, H41-2-A 220-240V, 50Hz
H41-1-B, H41-2-B 115V, 60Hz

DESCRIPCIÓN

El H41 consta de dos sistemas principales: el proyector de hoja de luz nanoLase y la cámara rtCam, con un sincronizador de temporización incorporado. La rtCam se comunica con el paquete de software rtControl, que se ejecuta en un PC estándar con Windows XP (no lo suministra Armfield).

El nanoLase consta de un láser sólido de baja potencia, junto con el sistema óptico para convertir el haz en una hoja de luz de aproximadamente 3 mm de espesor y con una amplitud de 45°. El láser se modula para producir pares de impulsos con un retardo ajustable (denominado ?t) entre 100 ?s y 5 s. Tanto la separación como la duración del impulso se pueden definir directamente desde el software rtControl.

El nanoLase y rtCam se disponen perpendicularmente alrededor del caudal que se desea medir. El láser se utiliza para iluminar las partículas "iniciadoras" de seguimiento de luz. El sistema se proporciona con 100 g de partículas de poliamida de 100 µm, que resultan adecuadas para la mayoría de los caudales acuosos. Estas partículas dispersan la luz hacia la rtCam, que obtiene un par de imágenes cada vez que el láser emite un par de impulsos.

Cada par de imágenes de partículas se envía inmediatamente al PC de control a través de una conexión FireWire (IEEE 1394) estándar. Después, el software rtControl subdivide las imágenes en "mosaicos" que están correlacionados transversalmente para medir el desplazamiento de las partículas iniciadoras en dicha zona. Dado que se conoce el retardo, se puede calcular un mapa de velocidad para la totalidad del campo de visión de la cámara. Mientras la mayoría de los sistemas PIV tardan varios minutos en llegar a este punto, rtCam y rtControl pueden repetir el proceso completo hasta 16 veces en un segundo.

Además de los mapas de vectores de velocidad en tiempo real, rtControl puede calcular y mostrar datos estadísticos derivados (como la vorticidad o la velocidad por tiempo medio) con las opciones de superponer vectores, escalares y vídeo. Del mismo modo, existen opciones para grabar datos como imágenes sin procesar (en formato BMP) o como vectores o escalares procesados (en formato de película AVI, hoja de cálculo CSV o archivo Matlab®). Los conjuntos de datos registrados anteriormente se pueden cargar en rtControl para su visualización y análisis posteriores.

Tanto la rtCam como el nanoLase disponen de montajes estándar adecuados para diferentes mecanismos de montaje. El sistema se suministra con trípodes de mesa pequeños. Los trípodes de mayor tamaño y los distintos montajes de brazo articulado están disponibles como accesorios. También están disponibles los montajes específicos diseñados para su uso con los canales de flujo de Armfield.

El sistema se proporciona con todos los cables y en una carcasa de transporte de aluminio que ofrece un almacenamiento seguro y un transporte sencillo.

ACCESORIOS

ACCESORIOS OPCIONALES

H41-3 Sistema óptico de hoja de luz de 22° para nanoLase.
El sistema óptico de hoja de luz de 45° se puede sustituir por la unidad H41-3 para producir un ángulo de haz de 22°. Esto puede resultar útil en los casos en que el nanoLase se tenga que situar alejado de la zona de medición.

H41-5 Trípode de 1,5m para rtCam

H41-6 Brazo articulado con base magnética para nanoLase

H41-7 Brazo articulado con base de abrazadera para nanoLase

H41-10 Sistema de montaje para canal hidráulico C4-MkII de Armfield
incluido el ajuste lateral para nanoLase

H41-11 Sistema de montaje para canal hidráulico S6-MkII de Armfield
incluido el ajuste lateral para nanoLase

CONSUMIBLES

H41-4 Partículas iniciadoras, adecuadas para caudales acuosos (200 g)

OPCIONES

Hay disponible una serie de opciones para aplicaciones de usuario específicas, entre las que se incluyen:

• Cubierta impermeable para la rtCam para permitir la inmersión completa en agua,
por ejemplo, para su uso en un tanque de pruebas grande.

• Para las mediciones de velocimetría de superficie se pueden suministrar luces de flash en vez del nanoLase

• Hay disponibles versiones de mayor potencia del nanoLase para la medición de zonas de mayor tamaño o caudales más rápidos.

• La rtCam se puede suministrar con lente de macro o de telefoto.

• Para las mediciones de microPIV hay disponible un ajustador de espesor de la hoja de luz.

Póngase en contacto con Armfield para obtener más datos sobre estas opciones

REQUISITO BÁSICO

Suministro de electricidad:

H41-1-A, H41-2-A 220-240V, 50Hz
H41-1-B, H41-2-B 115V, 60Hz

Ordenador personal (PC) con Windows XP e interfaz IEEE1934 (A o B). Se recomienda que el PC tenga al menos 2 GB de RAM con una velocidad de procesamiento de 2 GHz como mínimo. La resolución de pantalla debe ser al menos de 1024 x 768, color verdadero.

La velocidad de actualización de datos que se puede obtener depende de la especificación de este ordenador. Por ejemplo, para obtener una tasa de actualización y grabación de datos de 16 Hz, se requiere un procesador de doble núcleo Intel a 2,66 GHz o superior, y el disco duro debe admitir operaciones de escritura sostenida a 9,5 Mb/s.

 

ESPECIFICACIONES DE ENVÍO

Volumen: 0,1m³
Peso bruto: 6kg

DIMENSIONES

nanoLase
50 x 50 x 85 mm

nanoLase sumergible
50 x 50 x 95 mm

rtCam
50 x 50 x 90 mm

Todos los productos Armfield se suministran con una Garantía Extendida de dos años

HOJA DE DATOS

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