Velocimetria laser Doppler LDV

Cos'è la LDV e il principio di funzionamento della velocimetria laser doppler

Che cos'è la Velocimetria Laser Doppler LDV?

Velocimetria laser Doppler LDV, detta anche anemometria Doppler laser, è una tecnica utilizzata per rilevare la velocità di un fluido utilizzando la luce laser. Valuta il variazione della lunghezza d'onda o della frequenza dei fotoni che "colpiscono" i corpuscoli in movimento. Il tipo solitamente utilizzato è un laser a ioni di argon o elio-neon, con una potenza che varia da 10mW a 20W.

Più breve è la lunghezza d'onda, minore è la profondità di rilevamento del segnale. Con la lunghezza d'onda più frequentemente utilizzata, ovvero 780 nanometri, la profondità di lettura è di circa 1 mm.

Velocimetria laser Doppler

Tecnica di anemometria laser Doppler.

Qual è il principio di funzionamento della velocimetria laser doppler LDV?

Il segnale di riflessione delle particelle viene catturato da un Rivelatore Doppler che, attraverso la frequenza dell'onda che riceve, permette di calcolare la velocità della particella. Uno dei vantaggi più importanti di questa tecnica è la possibilità di misurare la velocità di rotazione delle particelle, senza alcun contatto con il materiale, anche se è necessaria una trasparenza sufficiente per consentire al raggio laser di raggiungere il ricevitore. L'altro vantaggio, a differenza delle altre tecniche, è l'estrema risposta ad alta frequenza anche se l'accuratezza della misurazione dipende in particolare dal corretto allineamento tra la sorgente e il fotorecettore.

Principio di funzionamento della velocimetria laser doppler

Velocimetria laser doppler: il sistema di misura.

Altri vantaggi sono che la misura della velocità assoluta e il fatto che non richiede alcuna calibrazione della curva dello strumento. Il costo di questa tecnologia è ancora molto alto, limitando di fatto il suo utilizzo ad applicazioni molto particolari. Il costo è spesso dovuto alla necessità di disporre di calcolatori sofisticati per elaborare rapidamente tutti i dati.

Questa tecnica necessita dell'inserimento delle particelle con la conseguenza che il segnale non è continuo ma dipende dalla densità delle particelle nel fluido. Inserendo delle particelle all'interno del fluido, attraverso la riflessione della luce laser si può calcolare la velocità del fluido.

Per non interferire, le particelle devono hanno densità e caratteristiche simili a quelle del flusso in cui sono immerse; quindi non misuriamo la velocità del fluido ma la velocità della particella, che avendo caratteristiche simili al fluido si muove con esso.

sistema di misura velocimetria laser doppler

Rappresentazione schematica di un sistema di velocimetria laser doppler LDV