Ein Velocimeter ist ein Gerät zur Messung der Geschwindigkeit von Flüssigkeiten und Gasen. Einige Geschwindigkeitsmesser messen die Bewegung von Partikeln, die in der Flüssigkeit suspendiert sind, während andere nur das reflektierte Licht von Lasern verwenden. Die Untersuchung der Geschwindigkeit von Flüssigkeiten und Gasen wird als Velocimetrie bezeichnet.
Ein Geschwindigkeitsmesser kann verwendet werden, um zwei verschiedene Arten von Fluiddynamik zu messen. Eine „Lagrangesche Spezifikation des Strömungsfeldes“ liegt vor, wenn Partikel in die Flüssigkeit fallen und deren Bewegungen beobachtet werden. Dies ist vergleichbar mit dem Beobachten eines Stocks, der von der Strömung getragen oder in einem Wirbel gefangen wird. Eine „Eulersche Spezifikation des Strömungsfeldes“ beobachtet einen bestimmten Punkt in der Strömung über einen bestimmten Zeitraum. Dies ist vergleichbar damit, am Ufer zu sitzen und eine Flussbiegung zu beobachten.
Bei der Partikelgeschwindigkeitsmessung werden Partikel in das Wasser eingebracht und deren Geschwindigkeit gemessen. Die Partikel können winzige Wasser- oder Öltröpfchen oder Pellets aus Metall und Glas sein. Ein Geschwindigkeitsmesser misst die Geschwindigkeit dieser Partikel, indem sie an einem Punkt ihrer Bewegung im Strom ein Foto von ihnen macht. Dann wird einige Augenblicke später ein weiteres Foto aufgenommen. Die beiden Fotos werden verglichen und die Gesamtgeschwindigkeit der Flüssigkeit bestimmt.
Die „Kamera“, mit der die Fotos der Partikel aufgenommen werden, ist ein Laserstrahl. Zwei Linsen glätten und erweitern den Strahl, um einen kurzen Blitz zu erzeugen, der dann analysiert wird, um ein zweidimensionales oder 2D-Bild zu erstellen. Laser werden verwendet, weil die Partikel sich schnell bewegen und mikroskopisch klein sind. Ein normales Kameraobjektiv kann sich nicht schnell genug öffnen und schließen, um ihre Bewegungen zu erfassen.
Eine andere Art von Geschwindigkeitsmesser wird als Doppler-Geschwindigkeitsmesser bezeichnet. Bei dieser Art der Geschwindigkeitsmessung werden die Reflexionen von Licht anstelle von Partikeln gemessen. Das Geschwindigkeitsmesser richtet einen Laserstrahl beispielsweise über die Arterien eines Patienten, und die Art und Weise, wie das Licht vom sich bewegenden Blut reflektiert wird, zeigt dem Techniker an, wie gut das Blut zirkuliert. Diese Art der Messung kommt vom Doppler-Effekt, bei dem die Lichtgeschwindigkeit durch Messen der Frequenz einer Welle relativ zum Beobachter beurteilt werden kann.
Die Geschwindigkeitsmessung hat viele praktische Anwendungen. Ein Geschwindigkeitsmesser kann den „Wirbel“ von Gasen und Flüssigkeiten in Verbrennungsmotoren, Öfen, Sprühtrocknern und chemischen Verarbeitungsanlagen bestimmen. Das Wissen darüber, wie sich Flüssigkeiten in Maschinen bewegen, hilft Konstrukteuren bei der Planung gegen Verschleiß und bei der Diagnose von Problemen und der allgemeinen Praktikabilität des Systems. Da die Laser-Velocimetrie nicht-invasiv ist, kann sie auch im Rahmen medizinischer Verfahren eingesetzt werden.