On the characterisation of tracer particles for thermographic particle image velocimetry
On the characterisation of tracer particles for thermographic particle image velocimetry
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热成像颗粒图像测速示踪颗粒的表征
DOI：
10.1007/s00340-014-5997-5
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发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Fond B
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fond B
最近的研究表明，热成像荧光粉粒子是气体流动中同时进行温度和速度成像的合适示踪剂。对于这种热像粒子图像测速技术的发展，荧光粉的选择是一个关键的考虑因素，需要识别新的荧光粉材料并彻底表征它们的发光特性。本文介绍了一种气体测温用荧光粉的研究方法。该方法包括对分散在气体中的颗粒进行光谱实验，同时使用基于高分辨率米氏散射图像的颗粒计数系统测量示踪剂颗粒的数量密度。通过测量播种密度，可以在“每个颗粒”的基础上直接比较不同的荧光粉，并估计颗粒对气体热物性的影响。研究了激发光通量、气体组成和温度等参数对发光强度的影响，这种影响与种子密度无关。作为演示，该系统被用来研究微米级的BAM：Eu2+粒子。确定了精确测温所需的种子密度，并确定了发光强度与激发光通量的非线性关系。
Recent studies have shown that thermographic phosphor particles are suitable tracers for simultaneous temperature and velocity imaging in gas flows. For the development of this thermographic particle image velocimetry technique, the choice of phosphor is a key consideration and new phosphor materials need to be identified and their luminescence properties thoroughly characterised. This paper describes a method for investigating phosphor particles for gas thermometry. The method consists of performing spectroscopic experiments on particles dispersed in the gas, while simultaneously measuring the number density of tracer particles using a particle counting system, which is based on high-resolution Mie-scattering images. The measurement of the seeding density allows a direct comparison of different phosphors on a “per particle” basis and estimation of the effect of the particles on the gas thermal properties. The effect of parameters such as the excitation fluence, gas composition and temperature on the luminescence emission intensity can be studied independently of the seeding density. As a demonstration, this system is used to investigate micron-size BAM:Eu2+particles. The necessary seeding density for precise temperature measurements is determined, and a nonlinear dependence of the luminescence emission intensity on the excitation fluence is identified.
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