Vopsea Piezosensibila

Introducere:

Vopseaua sensibila la presiune (Pressure-Sensitive Paint- PSP) reprezinta o descoperire revolutionara in ceea ce priveste programele de testare aerodinamica.

In principiu, aceasta este o vopsea care emite radiatie luminoasa in diferite culori, in functie de intensitatea presiunii externe a aerului aplicata la suprafaţa sa.

Esentialmente, vopseaua piezosensibila este un tip de vopsea luminiscenta dispersata intr-un liant permeabil pentru oxigen.

Vopseaua este excitata prin absorbtia de fotoni, de obicei lumina din spectrul albastru sau ultra violet, urmand ca apoi sa se intoarca in starea de baza prin emisia de lumina, de obicei incadrata in portiunea rosie a spectrului.

Exista un proces alternativ prin care vopseaua se poate intoarce in starea de baza fara emiterea de radiatie luminoasa si anume prin interactionarea cu o molecula de oxigen. Acest proces este cunoscut sub numele de stingere a oxigenului.

Astfel, pe masura ce presiunea oxigenului de la nivelul suprafetei acoperite cu vopsea de tip PSP creste, concentratia de oxigen din liant va creste de asemenea, cauzand scaderea in intensitate a radiatiei emise de vopsea.

Figura 1: Principiu de functionare al vopselurilor piezosensibile

Compozitia vopselei piezosensibile:

In principal, vopseaua sensibila la presiune trebuie sa aiba o compozitie care sa includa liantul, preferabil un liant polimeric(de obicei un siloxan), care sa contina un material luminofor, a carui intensitate de iluminare sa depinda de presiunea aerului si care sa fie amestecat la randul sau cu un alt luminofor, care sa nu depinda de presiunea atmosferica in scopul de a crea astfel un sistem de referinta.

Astfel, unul dintre luminofori va purta numele de luminofor de referinta(cel care nu depinde de presiunea aerului) iar celalalt de luminofor activ.

Indicatorii de presiune(substantele luminofore) pot fi amestecuri fotoluminiscente de piren si perilen, sau complexe fotoluminiscente de ruteniu sau platina.

Regiunea spectrala de luminiscenta a celor doua materiale luminofore trebuie sa fie diferita, sau, in functie de tipul compozitiei vopselei, timpul de viata al radiatiei emise (timpul de luminiscenta) trebuie sa fie diferit.

Timpul de luminiscenta este definit ca fiind timpul necesar pentru intensitatea luminoasa sa scada de la o anumita valoare initiala la 1/e din acea valoare, unde e=2.718.

Evaporarea solventului si solidificarea polimerului conduc la formarea unui film uniform la suprafata modelului supus testarii.

In cazul in care cele doua substante luminofore difera prin timpul de iluminare, acestea vor trebui sa fie supuse excitarii din partea unei surse de lumina pulsativa.