MicroS ™ - это первый коммерчески доступный микрооптический датчик напряжения сдвига, способный измерять градиенты скорости в подслое погруженного тела. Поверхность зонда имеет диаметр 0,375 дюйма (9,5 мм), а общая длина составляет 1,18 дюйма (30 мм). Зонд предназначен для установки заподлицо с поверхностью тела. Объем зонда составляет всего 15 х 30 х 30 мкм (xyz) и центрируется на высоте 75 или 135 мкм над поверхностью сенсора *.
Оптика датчика генерирует множественные линейно расходящиеся полосы света. Когда частицы в жидкости проходят через полосы, они рассеивают свет с частотой, которая пропорциональна мгновенной скорости и обратно пропорциональна разделению полос в месте траектории частицы. На основе этого рассчитывается градиент скорости, и внутри подслоя напряжение сдвига пропорционально этому градиенту. Поскольку полосы не симметричны относительно поверхности датчика, зонд может измерять направление, а также градиент скорости.
Датчик обеспечивает точность результатов 99% для потоков до Rex = 2 × 106. MicroS успешно использовался при Rex = 108. Он может измерять напряжение до 6500 Па в воде и 140 Па в воздухе.
Система microS состоит из зонда microS, электроники драйвера, полосового фильтра, а также аппаратного обеспечения и программного обеспечения для обработки пакетов BP-microS Burst Processor. Опционально доступен компьютер с установленным оборудованием и программным обеспечением, которое проверено техническими специалистами MSE.
Датчик напряжения сдвига в стенке успешно прошел ряд экспериментов.
Датчик основан на методе, впервые разработанном Накви и Рейнольдсом с использованием традиционной оптики. А.А. Накви и У. Рейнольдс, «Двойной цилиндрический волновой лазерный доплеровский метод для измерения поверхностного трения в потоке жидкости», Отчет № TF-28, Стэнфордский университет (1987).
|
Диапазон напряжения сдвига
|
0.7 - 6500 Па (вода)
0.015 - 140 Па (воздух)
|
|
Повторяемость
|
99%
|
|
Точность
|
95%
|
|
Размер зонда
|
15х30х30 мкм
|
|
Расстояние измерения
|
75/100 мкм или 135/180 мкм
|
|
Вес датчика
|
40 грамм
|
|
Размер датчика
|
Ø9,5х30 мм
|
|
Мощность лазера
|
110 мВт
|
|
Длина волны
|
658 нм
|
|
Тип лазера
|
Класс IIIb
|
|
Рабочая температура
|
0-55 градусов Цельсия
|
|
Давление
|
3 бар
|
|
Питание
|
12В
|