Los
métodos e instrumentos a través del tiempo
Hay muchos métodos y los instrumentos disponibles para
recoger datos del tamaño de la gota. Tras repetidos resultados
en distintas pruebas son esenciales para comparar datos para el
buen funcionamiento de la boquilla utilizar los métodos
de prueba que consideran todas las variables potenciales en la
técnica de muestreo, los métodos e instrumentación.
Pulverizando
agua en una cacerola de aceite y cerrando el pulverizador, es
posible contar y clasificar gotas individuales usando un microscopio.
Esta técnica todavía es utilizada por algunos investigadores.
Los problemas con este método implican la fusión
de la gota, el tamaño de muestra inadecuado y el hecho
de que las gotas muy pequeñas son desviadas lejos del aceite
por las corrientes de aire en la superficie debido a la velocidad
del pulverizador. También, gotas más grandes pueden
dividirse al tocar la superficie.
El
mismo tipo de método se utiliza al pulverizar un tinte
sobre una tarjeta inmóvil, o agua sobre papel sensible
al líquido. Una vez más las gotas pequeñas
se desviaron lejos del blanco y las gotas grandes se dividieron
en el l impacto. Los datos recogidos por estos métodos
dependen de un número de variables incontroladas que dan
resultados de la prueba generalmente irrepetibles.
Mientras
que los datos del tamaño de la gota eran recogidos en los
comienzos de los años 50 usando métodos tales como
fotografía de destello, probablemente el primer descubrimiento
verdadero la tecnología de la gota es el desarrollo en
1961 de un analizador automatizado de la proyección de
imagen (Figura 5).1
1
El analizador electrónico de la proyección de imagen
fue desarrollado en Spraying Systems Co. por el
Dr. Verne Dietrich y construido por la división de Dage
de TRW, ciudad de Michigan, Indiana. Al diseño le fue concedida
la patente 3275733 de los E.E.U.U. en septiembre de 1966, y está
actualmente en su segunda generación.
Básicamente,
el analizador electrónico de la proyección de
imagen incorpora la técnica espacial de la medida usando
una luz del estroboscópico para iluminar el pulverizador
y para registrar la imagen con un tubo de vidicon. Se explora
la imagen, y las gotas se clasifican y se separan en diversas
clases. Los datos que resultan se pueden corregir matemáticamente
usando datos de la velocidad para dar una distribución
del flujo. Los resultados erróneos en el desarrollo de
este dispositivo incluyeron enmascarar, profundidad de las variaciones
del campo y la saturación del tubo del vidicon. Estos
resultados fueron reconocidos y corregidos.
El
analizador del tipo de la proyección de imagen todavía
es promovido activamente por algunos fabricantes de boquillas.
La disponibilidad limitada de este tipo de instrumento, sin
embargo, previno a investigadores independientes y otros miembros
interesados de la comunidad de analizadores del tamaño
de la gota a verificar los datos recogidos de las pruebas y
compararlos en diseños similares.
Más
recientemente el desarrollo de los analizadores comercialmente
disponibles del tamaño de la gota hace factible para
verificar resultados del tamaño de la gota por fuentes
independientes. Esta nueva clase de analizadores incorpora lasers,
la óptica especial y el trazado de circuito digital para
reducir al mínimo el error de la proyección de
imagen. Algunos de los fabricantes más comunmente reconocidos
de los instrumentos de la medida del laser es Malvern, sistema
que miden de la partícula (PMS), y Aerometrics. Lo que
sigue es un análisis de tres de sus instrumentos.
- Analizador
de Partícula Malvern
El analizador de Malvern, que se considera un dispositivo espacial
del muestreo, utiliza el hecho de que una gota del pulverizador
causará en la luz laser la dispersión a través
de un ángulo en el diámetro de la gota (véase
la figura 6). Se mide la intensidad de luz dispersada usando
una serie de diodos semicirculares en la foto. Teóricamente,
la distancia de los diodos individuales en la foto y las funciones
de la intensidad son necesarias calcular la distribución
del tamaño de la gota. Un programa se utiliza para convertir
la distribución de la intensidad de luz en varias funciones
de distribución empíricas del tamaño de
la gota. Puesto que el Malvern tiene cierto diagnóstico
propio, las fuentes de error potenciales son más fáciles
de identificar. El instrumento se debe alinear y calibrar periódicamente
usando diapositivas de depósitos con distribuciones grabadas
al agua fuerte conocidas de la gota.
Quizás
la fuente más grande de error con este tipo de instrumento
es la dispersión múltiple. Si el pulverizador
es demasiado denso, hay una posibilidad que la luz dispersada
a partir de una gota se puede dispersar otra vez por otras gotas
más lejanas. El Malvern se equipa de un indicador llano
del "oscurecimiento" que determina si el pulverizador
es demasiado denso, pero tal determinación es a menudo
difícil. Para evitar esto en el laboratorio, el técnico
separa la boquilla más lejos o utiliza un blindaje especial
para permitir que solamente una porción del pulverizador
entre en el área de la muestra.
- Sistemas
que miden la Partícula
Los sistemas que miden de la partícula, también
conocidos como PMS, producen instrumentos conocidos como puntas
de prueba ópticas. La punta de prueba óptica de
PMS es un instrumento de muestreo del flujo (véase la
figura 7). Mientras que las gotas pasan a través del
plano de muestreo, las gotas se clasifican y se cuentan, proporcionan
la información necesaria para determinar la velocidad.
La escala gris de dos dimensiones OAP puede proporcionar caida
a la medida en dos rangos, 100 y 6200 micrones y 200 a 12.400
micrones. Es actualmente el más sofisticado ofrecido
por PMS.
Las
puntas de prueba grises de la escala de PMS OAP son muy avanzadas
y tienen una autodiagnosis muy cualificada. Estas puntas de
prueba rechazarán automáticamente las imágenes
de la gota que esten desenfocadas o que no satisfacen una serie
de requisitos previamente establecidos. Los problemas con las
unidades de PMS se centran generalmente en la calibración
o el mantenimiento incorrecto. La óptica tiende a humedecerse
fácilmente y la limpieza y la alineación requieren
una cierta habilidad. También, los pulverizadores densos
tienden a sobrecargar el trazado de circuito y a menudo es necesaria
una reduccion del área de muestreo. Es necesario recalcar
que es necasria la corrección del área del muestreo
y las ecuaciones de la distribución de la gota a la hora
de hacer el análisis.
- Aerometrics
El analizador de la partícula de Doppler de Aerometrics,
o PDPA, es un dispositivo del muestreo y un instrumento sensible
al flujo (véase la figura 8). El instrumento requiere
realizar varias veces la prueba de pulverización para
obtener una muestra de la distribución del flujo de pulverización.
El
PDPA utiliza un laser de baja potencia que se divide en dos viás
utilizando un divisor y un módulo de la frecuencia. Los
dos rayos laser se intersectan otra vez en una sola vía
en la localización del volumen de muestra. Cuando una gota
pasa con la región de la intersección de los dos
rayos laser, un modelo de la franja de interferencia es formado
por la luz dispersada. Puesto que la gota esta en movimiento,
los barridos del modelo de interferencia tras la abertura del
receptor Doppler es proporcional a la velocidad de la gota. La
frecuencia espacial es inversamente proporcional al diámetro
de la gota.
Aerometrics
ofrece a una fibra opcional que aísla el instrumento de
pulverización y elimina el error potencial debido a la
vibración causada por el contacto directo con los pulverizadores
más grandes en capacidad.
Otros
instrumentos de medida de la gota que están comercialmente
disponibles, utilizan los lasers y funcionan generalmente utilizando
los principios que hemos definido aquí.
