Spiegazione della vernice sensibile alla pressione (PSP)

L'uso della vernice sensibile alla pressione nel Motorsport da competizione

Che cos'è la vernice sensibile alla pressione (PSP)?

Vernice sensibile alla pressione (PSP) è un metodo per misurare la pressione dell'aria o la concentrazione locale di ossigeno, solitamente in ambienti aerodinamici. La vernice sensibile alla pressione (PSP) è un rivestimento simile a una vernice che fluorescono sotto una specifica lunghezza d'onda di illuminazione con intensità diverse a seconda del tipo di illuminazione. pressione dell'aria esterna applicato localmente alla sua superficie.

vernice sensibile alla pressione

Come funziona la vernice sensibile alla pressione?

La superficie del modello viene dipinta con la vernice sensibile alla pressione PSP con un aerografo o una pistola per verniciatura di tipo automobilistico. La vernice sensibile alla pressione PSP consiste in una sonda sensibile all'ossigeno sospesa in un legante permeabile all'ossigeno. Il modello viene quindi posto in un forno per consentire l'indurimento dello strato di vernice Pressure Sentive PSP. Una volta polimerizzato, il modello viene posto in un galleria del vento o di un ambiente di prova appropriato. Le lampade a LED di uno specifico lunghezza d'onda sono utilizzati per eccitare la sonda sensibile alla pressione all'interno della vernice. Una volta eccitata, la sonda sensibile alla pressione passa a uno stato di energia superiore, dove può emettere un fotone o essere spenta dall'ossigeno locale presente. Questo processo concorrente di emissione e spegnimento determina la risposta di intensità dello strato di vernice. Il risultato è una fluorescenza più tenue in presenza di pressioni più elevate e una risposta più brillante a pressioni più basse.

Visualizzazione della vernice sensibile alla pressione

La vernice sensibile alla pressione: l'origine della luminescenza.

L'intensità emessa dalla superficie viene quindi registrata attraverso un filtro passa-lungo da una telecamera CCD o scientifica e memorizzata per essere convertita in pressione utilizzando una calibrazione precedentemente determinata. Le immagini dello strato di vernice vengono registrate a tre condizioni. Un'immagine di vento ad una nota condizione di riferimento che corrisponde alle condizioni atmosferiche standard con il tunnel spento. Un'immagine con il vento in un condizione di carico in cui la galleria del vento è in funzione. Infine, un'immagine di sfondo in cui la luce ambientale presente viene catturata senza la fonte di illuminazione.

I dati di post-elaborazione in vernice sensibile alla pressione.

L'immagine di sfondo viene quindi sottratta dall'immagine di riferimento in assenza di vento e da quella in presenza di vento in elaborazione dei dati. Le fotografie della superficie possono essere ottenute dall'esterno della sezione di prova della galleria del vento, il che significa che il modello non deve mai essere disturbato o toccato per ottenere la distribuzione della pressione.

Vernice sensibile alla pressione Metodo PSP

La fotografia assistita dal computer può essere utilizzata per produrre immagini in falsi colori, in cui la gamma di colori corrisponde al variazioni di pressione.

Applicazione reale della vernice sensibile alla pressione.

A causa degli elevati costi di costruzione degli aeroplani, i primi progetti dei velivoli proposti sono solitamente sottoposti a test aerodinamici nelle gallerie del vento. In queste gallerie, i modelli (di solito sottoscala) sono sottoposti a flussi d'aria per simulare un aereo reale in volo libero. Le forze aerodinamiche che agiscono sul modello vengono misurate e utilizzate per prevedere la risposta dell'aeroplano quando viene sottoposto a flussi d'aria equivalenti. È possibile vedere un'applicazione video di vernice sensibile alla pressione -qui-.

Vernice sensibile alla pressione (PSP) negli sport motoristici da competizione: applicazione in galleria del vento.

Automobili sono anche sottoposti a test aerodinamici nelle gallerie del vento. Le aziende automobilistiche utilizzano i dati raccolti in questi test per misurare le aree di alta e bassa pressione. Questi dati aiutano gli ingegneri a migliorare i progetti per aumentare le prestazioni dei veicoli. Modificando questi progetti, gli ingegneri possono contribuire a migliorare il consumo di carburante e a ridurre la rumorosità.

Per misurare le forze aerodinamiche sull'intero modello, al modello vengono collegate delle bilance a fascio. Tuttavia, è indispensabile capire anche come queste forze sono distribuite sulle superfici aerodinamiche del velivolo, e questa comprensione è più difficile da ottenere. Il approccio classico è stato quello di utilizzare un array di prese di pressione per misurare le distribuzioni di pressione superficiale su un modello. Le prese di pressione forniscono una risoluzione spaziale limitata, sono spesso limitate dalla geometria del modello e possono essere molto costose da integrare nel sistema. geometrie complesse.

Vernice sensibile alla pressione Visualizzazione PSP

Esempio di visualizzazione della post-elaborazione PSP

I vantaggi della vernice sensibile alla pressione PSP.

La vernice sensibile alla pressione PSP rappresenta un'alternativa a basso costo e meno invasiva rispetto agli array di prese di pressione. PSP offre inoltre una risoluzione spaziale superiore, in quanto ogni pixel della telecamera di imaging agisce come una presa di pressione. PSP può raggiungere un'accuratezza di 150 Pa di rubinetto a pressione misure con una buona configurazione ed esperienza.

Le applicazioni PSP risolte nel tempo prevedono l'eccitazione a impulsi e il ritardo e il gating dei dispositivi di imaging. È quindi possibile determinare i differenziali di pressione in funzione del tempo. In questo caso, i dispositivi di imaging devono essere sincronizzato all'eccitazione. I generatori di ritardo/impulsi digitali multicanale forniscono tale sincronizzazione.

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