Датчик microS эксклюзивно от MSE представляет собой миниатюрный датчик, используемый для измерения напряжения сдвига, которое жидкость передает на стену, вдоль которой она течет. Напряжение сдвига стенок является источником так называемого «поверхностного трения», которое на самолетах и ​​больших кораблях может быть значительным фактором экономии топлива.

Датчик microS использует технологию формирования голографического луча для проецирования углового «веера» лазерных лучей в космос. Голографическая оптика также используется для наведения приемного канала так, чтобы выполняемое измерение находилось очень близко к поверхности датчика.

Голографическая оптика — это линза с элементами, которые меньше длины волны света. Когда свет попадает в такую ​​среду, как стекло или вода, его скорость уменьшается. «Показатель преломления» среды - это относительное измерение скорости света по сравнению со скоростью в вакууме - чем выше показатель, тем ниже скорость света. Это означает, что можно использовать маленькие кусочки стекла, чтобы «замедлить» часть волны, так что, когда она появляется, она может мешать другим частям самой себя. Результат - удивительная способность «формировать» лазерные лучи.

В microS запатентованная оптика создает точный веер лазерных лучей (см. Рисунок) и очень узкую область наблюдения очень близко к лицевой стороне датчика. Это означает, что при установке заподлицо со стеной приемник будет смотреть очень близко к стене в таком небольшом диапазоне, что профиль скорости жидкости будет линейным (глубоко в «пограничном слое»). Математика работает таким образом, что частота результирующего сигнала прямо пропорциональна изменению скорости как функции расстояния от стены (du / dy, или «профиль скорости»). Если вязкость жидкости известна, напряжение сдвига можно вычислить, поскольку напряжение сдвига = вязкость жидкости x профиль скорости.

Кроме того, крайний вентилятор в microS «смещен» или наклонен в одну сторону. Это делает его так, что форма синусоидального сигнала различается в зависимости от того, в каком направлении движутся частицы, поэтому microS также идеально подходит для исследования отрыва потока, когда профиль скорости меняет знак.

В то время как в случае расхождения краев LDV / LDA это враг точности, в microS это основная характеристика. Датчик основан на методике, впервые разработанной Накви и Рейнольдсом с использованием традиционной оптики (А.А. Накви и В.К. Рейнольдс, «Двойной цилиндрический волновой лазерный доплеровский метод для измерения поверхностного трения в потоке жидкости», Отчет № TF-28, Стэнфордский университет, 1987). MSE объединила эту умную концепцию с голографической оптикой, чтобы создать единственный в своем роде датчик, подходящий для небольших помещений, приборов и полевых испытаний.