Métrologie
Métrologie optique
La plateforme PLEX partage ses ressources avec la plateforme nationale MéOL (Métrologie Optique de Lille). MéOL est un centre d'expertise national labélisé par le CNRS dans le domaine de la métrologie optique appliquée à la mécanique des fluides, la combustion et la physico-chimie atmosphérique. Pour la turbulence, PLEX partage avec MéOL les outils de métrologie optique pour la mécanique des fluides que sont les méthodes de vélocimétries par images/suivi de particules PIV/PTV (Particles Images Velocimetry / Particles Tracking Velocimetry).
Equipements PIV/PTV
Que ce soit dans les liquides ou les gaz, le matériel à disposition de la plateforme permet de couvrir des régions d'intérêt dans les fluides du cm² au m² à des fréquences d'acquisition jusqu'à 150 kHz, permettant de mesurer différentes échelles spatiales et temporelles, et un suivi des structures de la turbulence. Ce domaine de mesure assez large est obtenu grâce à une grande variété de lasers et de caméras pouvant être combinés pour réaliser des configurations complexes.
lasers
Caractéristiques:
- Doubles cavités pompées par lampes à éclairs
- Energie de 150 mJ/pulse/cavité
- Frequence maximale de 10 Hz
- Bonne qualité de faisceau avec un M2 de 12
Caractéristiques:
- Doubles cavités pompées par lampes à éclairs
- Energie de 250 mJ/pulse/cavité
- Frequence maximale de 15 Hz
- Faisceau d'excellente qualité de type super gaussien avec un M2 de 1.2
Caractéristiques:
- Doubles cavités pompées par diodes
- Energie de 25 mJ/pulse/cavité (réduite au-delà de 1kHz)
- Frequence de 0.1 à 10 kHz
- Bonne qualité de faisceau avec un M2 de 20
Caractéristiques:
- Simple cavité pompée par diode
- Energie de 0.75 mJ/pulse (réduite au-delà de 150kHz)
- Fréquence admissible de 1Hz à 500 kHz
- Faisceau d'excellente qualité, gaussien avec un M2 de 1.4
Caméras
Caractéristiques:
- Capteur CMOS en niveau de gris de 2560 x 2160 pixels codés sur 16 bits
- Pixels de 6.5 µm, taille du capteur de 16.6 x 14 mm
- 25 images/s en mode double trames et 50 images/s en mode simple trame
- Temps intertrame minimum de 120 ns
Caractéristiques:
- Capteur CMOS en niveau de gris de 2440 x 2040 pixels codés sur 12 bits
- Pixels de 2.7 µm, taille du capteur de XX mm
- 41 images/s en mode double trames et 83 images/s en mode simple trame
- Temps intertrame minimum de 300 ns
Caractéristiques:
- Capteur CMOS en niveau de gris de 2560 x 1600 pixels codés sur 12 bits
- Pixels de 10 µm taille du capteur de XX mm
- 400 images/s en mode double trames et 800 images/s en mode simple trame
- 12 Go de mémoire interne (équivalent à 2000 images pleines résolution)
Caractéristiques:
- Capteur CMOS en niveau de gris de 2048 x 1920 pixels codés sur 12 bits
- Pixels de 13.5 µm
- 3300 images/s en mode double trames et 6600 images/s en mode simple trame
- 144 Go de mémoire interne (équivalent à 25000 images pleines résolution)
- Temps intertrame minimum de 1 µès
Savoir-faire PIV/PTV
Le laboratoire LMFL anciennement LML (Laboratoire de Mécanique de Lille) a été un des premiers laboratoires de France à développer la PIV dans les années 1990. La plateforme PLEX bénéficie de cette expérience passée et présente pour proposer à ses chercheurs et ses partenaires son expertise dans les domaines suivants:
- Montage complexe pour les turbomachines, grandes souffleries, brûleurs
- Montage multi-systèmes : grands champs avec une résolution spatiale adaptée aux différentes échelles de la turbulence à mesurer
- Montage à fort grandissement : mesure du frottement ou de la dissipation d'énergie cinétique turbulente
- Manipulation de faisceaux laser pour générer des grandes nappes et/ou volumes de mesure
- Optimisation et caractérisation du bruit de mesure de la PIV
- Synchronisation et mesure d’autres grandeurs physiques, reconstruction de phases
Granulométrie par ombroscopie
Ce système de mesure permet d'évaluer la taille, la concentration et la vitesse de particules par ombroscopie (visualisation de l'ombre formée par les particules sur l'image de la caméra). Ce système est capable de mesurer :
- Taille, forme, orientation, des particules
- Vitesse et flux de masse à partir d’images double trame
- Domaine de mesure de 10 µm à plusieurs millimètres
Autres métrologies
Anémométrie à fils chaud
La plateforme possède plusieurs systèmes de fils chaud, notamment pour la soufflerie de couche limite où un chariot permet de mesurer à différentes positions dans la veine d'essai. Les systèmes prennent en compte jusqu’à 8 voies indépendantes à la fréquence d'acquisition de 50kHz.
Mesures de pression
Plusieurs micromanomètres précis à 0.1% dans la gamme 0 à 200 Pa sont à disposition. Ils peuvent être équipés de scanners pour augmenter le nombre de voies jusqu’à 120 voies.