Velocimetry
वेगमापी तरल पदार्थों के वेग का माप है। यह एक ऐसा कार्य है जिसे अक्सर हल्के में लिया जाता है, और इसमें किसी की अपेक्षा से कहीं अधिक जटिल प्रक्रियाएं शामिल होती हैं। इसका उपयोग अक्सर द्रव गतिकी समस्याओं को हल करने, द्रव नेटवर्क का अध्ययन करने, औद्योगिक और प्रक्रिया नियंत्रण अनुप्रयोगों के साथ-साथ नए प्रकार के द्रव प्रवाह संवेदक के निर्माण में किया जाता है। वेलोसिमेट्री की विधियों में पार्टिकल इमेज वेलोसिमेट्री और पार्टिकल ट्रैकिंग वेलोसिमेट्री, मॉलिक्यूलर टैगिंग वेलोसिमेट्री, लेजर-आधारित इंटरफेरोमेट्री, अल्ट्रासोनिक डॉपलर विधियाँ, डॉपलर सेंसर और नई सिग्नल प्रोसेसिंग पद्धतियाँ शामिल हैं। सामान्य तौर पर, वेग माप संदर्भ के लैग्रैन्जियन या यूलरियन फ्रेम में किए जाते हैं (लैग्रैन्जियन और यूलरियन निर्देशांक देखें)। लैग्रैन्जियन विधियाँ किसी दिए गए समय में द्रव की मात्रा के लिए वेग निर्धारित करती हैं, जबकि यूलरियन विधियाँ किसी दिए गए समय में माप क्षेत्र की मात्रा के लिए वेग निर्धारित करती हैं। भेद का एक उत्कृष्ट उदाहरण कण अनुरेखण वेगमापी है, जहाँ विचार व्यक्तिगत प्रवाह अनुरेखक कणों (लग्रांजियन) और कण छवि वेगमापी के वेग का पता लगाना है, जहाँ उद्देश्य दृश्य क्षेत्र (यूलरियन) के उप-क्षेत्र के भीतर औसत वेग का पता लगाना है। इतिहास वेलोसिमेट्री का पता लियोनार्डो दा विंची के दिनों में लगाया जा सकता है, जो एक प्रवाह पर घास के बीजों को तैराते थे और बीजों के परिणामी प्रक्षेपवक्र को स्केच करते थे जिसे उन्होंने देखा था (एक लैग्रैन्जियन माप)। अंततः दा विंची के प्रवाह दृश्यों का उपयोग उनके हृदय संवहनी अध्ययनों में किया गया, जो पूरे मानव शरीर में रक्त प्रवाह के बारे में अधिक जानने का प्रयास कर रहे थे। दा विंची के समान तरीके तकनीकी सीमाओं के कारण लगभग चार सौ वर्षों तक किए गए थे। एक अन्य उल्लेखनीय अध्ययन 1833 में फेलिक्स सावर्ट से आता है। एक स्ट्रोबोस्कोपिक उपकरण का उपयोग करते हुए, उन्होंने वाटर जेट प्रभावों को स्केच किया। 19वीं शताब्दी के अंत में इन तकनीकों में एक बड़ी सफलता तब मिली जब प्रवाह पैटर्न की तस्वीरें लेना संभव हो गया। इसका एक उल्लेखनीय उदाहरण लुडविग मैक है जो प्रवाह रेखाओं की कल्पना करने के लिए नग्न आंखों से अनसुलझे कणों का उपयोग करता है। एक अन्य उल्लेखनीय योगदान 20वीं शताब्दी में एटियेन-जूल्स मारी द्वारा किया गया, जिन्होंने स्मोक बॉक्स की अवधारणा को पेश करने के लिए फोटोग्राफिक तकनीकों का उपयोग किया। इस मॉडल ने प्रवाह की दिशाओं को ट्रैक करने के साथ-साथ गति को भी ट्रैक करने की अनुमति दी, क्योंकि प्रवाह रेखाएं एक साथ तेजी से प्रवाह का संकेत देती हैं। हाल ही में, उच्च गति वाले कैमरों और डिजिटल प्रौद्योगिकी ने इस क्षेत्र में क्रांति ला दी है। कई और तकनीकों की संभावना और तीन आयामों में प्रवाह क्षेत्रों के प्रतिपादन की अनुमति देता है। विधियाँ आज लियोनार्डो द्वारा स्थापित बुनियादी विचार समान हैं; प्रवाह को कणों के साथ बीज किया जाना चाहिए जिन्हें पसंद की विधि द्वारा देखा जा सकता है। बीजन कण द्रव, संवेदन विधि, मापन क्षेत्र के आकार और कभी-कभी प्रवाह में अपेक्षित त्वरण सहित कई कारकों पर निर्भर करते हैं। यदि प्रवाह में ऐसे कण होते हैं जिन्हें प्राकृतिक रूप से मापा जा सकता है, तो प्रवाह को बीजना अनावश्यक है। ट्रेसर की लंबी एक्सपोजर इमेजिंग का उपयोग करके द्रव धारा ट्यूबों के स्थानिक पुनर्निर्माण को स्थिर प्रवाह की स्ट्रीमलाइन इमेजिंग वेलोसिमेट्री, उच्च रिज़ॉल्यूशन फ्रेम दर मुक्त वेलोसिमेट्री के लिए लागू किया जा सकता है। वेगमापी जानकारी के अस्थायी एकीकरण का उपयोग द्रव प्रवाह को कुल करने के लिए किया जा सकता है। गतिशील सतहों पर वेग और लंबाई को मापने के लिए, लेजर सतह वेगमापक का उपयोग किया जाता है। द्रव आम तौर पर अपने विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण के अनुसार कण चयन को सीमित करता है; कण आदर्श रूप से द्रव के समान घनत्व के होने चाहिए। यह विशेष रूप से उच्च त्वरण वाले प्रवाह में महत्वपूर्ण है (उदाहरण के लिए, 90-डिग्री पाइप कोहनी के माध्यम से उच्च गति प्रवाह)। पानी और तेल जैसे भारी तरल पदार्थ इस प्रकार वेगमापी के लिए बहुत आकर्षक हैं, जबकि हवा अधिकांश तकनीकों में एक चुनौती पेश करती है कि हवा के समान घनत्व के कणों को ढूंढना शायद ही कभी संभव है। फिर भी, पी. आई. वी. जैसी बड़े क्षेत्र की माप तकनीकों को भी हवा में सफलतापूर्वक प्रदर्शित किया गया है। बीजन के लिए उपयोग किए जाने वाले कण तरल बूंदें या ठोस कण दोनों हो सकते हैं। ठोस कणों को तब प्राथमिकता दी जाती है जब उच्च कण सांद्रता आवश्यक होती है। लेजर डॉप्लर वेलोसिमेट्री जैसे बिंदु मापों के लिए, नैनोमीटर व्यास सीमा में कण, जैसे कि सिगरेट के धुएँ में, एक माप करने के लिए पर्याप्त हैं। पानी और तेल में विभिन्न प्रकार के सस्ते औद्योगिक मोती होते हैं जिनका उपयोग किया जा सकता है, जैसे कि चांदी-लेपित खोखले कांच के गोले जो प्रवाहकीय पाउडर (दसियों माइक्रोमीटर व्यास की सीमा) के रूप में निर्मित होते हैं या अन्य मोती जिनका उपयोग रंगों और परतों में परावर्तक और बनावट एजेंट के रूप में किया जाता है। कणों को गोलाकार होने की आवश्यकता नहीं है; कई मामलों में टाइटेनियम डाइऑक्साइड कणों का उपयोग किया जा सकता है। विमान के शोर को नियंत्रित करने के लिए अनुसंधान में प्रासंगिक अनुप्रयोग पी. आई. वी. का उपयोग किया गया है। यह शोर पर्यावरण के परिवेश के तापमान के साथ गर्म जेट निकास के उच्च गति मिश्रण से पैदा होता है। पी. आई. वी. का उपयोग इस व्यवहार को मॉडल करने के लिए किया गया है। इसके अतिरिक्त, डॉप्लर वेलोसिमेट्री यह निर्धारित करने के लिए गैर-आक्रामक तकनीकों को सक्षम बनाता है कि गर्भावस्था की किसी दी गई अवधि में भ्रूण उचित आकार के हैं या नहीं। रक्त प्रवाह और ऊतक गति के क्षेत्रीय माप प्राप्त करने के लिए चिकित्सा छवियों पर चार-आयामी पल्मोनरी इमेजिंग वेलोसिमेट्री के लिए आधार भी लागू किया गया है। प्रारंभ में, मानक पी. आई. वी. (एकल समतल रोशनी) को एक्स-रे छवियों (पूर्ण मात्रा रोशनी) के साथ काम करने के लिए अनुकूलित किया गया था, जिससे रक्त प्रवाह जैसे अपारदर्शी प्रवाह की माप को सक्षम किया जा सके। इसके बाद फेफड़ों के ऊतकों की क्षेत्रीय 2डी गति की जांच करने के लिए इसे बढ़ाया गया और यह क्षेत्रीय फेफड़ों की बीमारी का एक संवेदनशील संकेतक पाया गया। वेलोसिमेट्री को एक नई तकनीक-कंप्यूटेड टोमोग्राफिक एक्स-रे वेलोसिमेट्री-के साथ 3डी क्षेत्रीय माप रक्त प्रवाह और ऊतक गति में भी विस्तारित किया गया था, जो 2डी छवि अनुक्रमों से 3डी माप निकालने के लिए पी. आई. वी. क्रॉस-सहसंबंध के भीतर निहित जानकारी का उपयोग करता है। विशेष रूप से, कम्प्यूटेड टोमोग्राफिक एक्स-रे वेलोसिमेट्री एक मॉडल समाधान उत्पन्न करता है, मॉडल के क्रॉस-सहसंबंधों की तुलना 2डी छवि अनुक्रम से क्रॉस-सहसंबंध से करता है, और मॉडल समाधान को तब तक दोहराता है जब तक कि मॉडल क्रॉस-सहसंबंधों और छवि अनुक्रम क्रॉस-सहसंबंधों के बीच अंतर कम न हो जाए। इस तकनीक का उपयोग फेफड़ों के कार्यात्मक प्रदर्शन की मात्रा निर्धारित करने के लिए एक गैर-आक्रामक विधि के रूप में किया जा रहा है। इसका उपयोग नैदानिक सेटिंग में किया जा रहा है, और इसका उपयोग ड्यूक विश्वविद्यालय, वेंडरबिल्ट विश्वविद्यालय चिकित्सा केंद्र और ओरेगन स्वास्थ्य विज्ञान विश्वविद्यालय सहित संस्थानों द्वारा संचालित नैदानिक परीक्षणों में किया जा रहा है बाहरी लिंक वेलोसिमेट्री पोर्टल लेजर फ्लो डायग्नोस्टिक तकनीकों (पी. आई. वी., स्टीरियो. पी. आई. वी., माइक्रो. पी. आई. वी., नैनो. पी. आई. वी., हाई स्पीड पी. आई. वी., पी. टी. वी., एल. डी. वी., पी. डी. पी. ए., पी. एल. आई. एफ., आई. एल. आई. डी. एस., पी. एस. पी. आदि) के लिए एक ऑनलाइन केंद्र है। इस पोर्टल को विकसित किया जा रहा है ताकि लेजर प्रवाह निदान तकनीकों के बारे में समेकित तरीके से अधिक से अधिक जानकारी प्रदान की जा सके। सेवाओं में बुनियादी सिद्धांत, अनुप्रयोग, चर्चा मंच, लिंक के लिंक शामिल हैं। पी. आई. वी., स्टीरियो पी. आई. वी., माइक्रो पी. आई. वी., नैनो पी. आई. वी., हाई स्पीड पी. आई. वी., पी. टी. वी., एल. डी. वी., पी. डी. पी. ए., पी. एल. आई. एफ., आई. एल. आई. डी. एस., पी. एस. पी. के सभी वर्तमान और संभावित अनुप्रयोगों को एक साथ रखने के लिए एक केंद्रित प्रयास किया जाता है। वेलोसिमेट्री पोर्टल का उद्देश्य लेजर फ्लो डायग्नोस्टिक तकनीकों से संबंधित सभी प्रश्नों के लिए संदर्भ बिंदु बनना है। संदर्भ मापन द्रव गतिकी