Nopeusmittari on laite, jota käytetään nesteiden ja kaasujen nopeuden mittaamiseen. Jotkut nopeusmittarit mittaavat nesteeseen suspendoituneiden hiukkasten liikkeitä, kun taas toiset käyttävät vain lasereista heijastunutta valoa. Nesteiden ja kaasujen nopeuden tutkimista kutsutaan velocimetriksi.
Nopeusmittaria voidaan käyttää kahden erilaisen nesteen dynamiikan mittaamiseen. “Virtauskentän Lagrangilainen spesifikaatio” on, kun hiukkasia pudotetaan nesteeseen ja niiden liikkeitä havaitaan. Tämä on samanlaista kuin katsomassa virtaa kantavaa tikkua tai jäämässä pyörteeseen. ”Virtauskentän Eulerian määrittely” havaitsee tietyn pisteen virtauksessa tietyn ajanjakson aikana. Tämä on samanlaista kuin istuminen rannalla ja katsella yhtä joen mutkaa.
Hiukkasten nopeusmittari on, kun hiukkaset tuodaan veteen ja niiden nopeus mitataan. Hiukkaset voivat olla pieniä vesipisaroita tai öljyä tai metallipellettejä ja lasia. Nopeusmittari mittaa näiden hiukkasten nopeuden ottamalla niistä kuvan yhdessä liikkeessä virrassa. Sitten toinen kuva on ajastettu otettavaksi hetken kuluttua. Kahta kuvaa verrataan ja nesteen kokonaisnopeus määritetään.
Hiukkasten valokuvien ottamiseen käytetty ”kamera” on lasersäde. Kaksi linssiä litistää ja laajentaa sädettä lyhyen salaman luomiseksi, joka analysoidaan sitten kaksiulotteisen tai 2D-kuvan luomiseksi. Lasereita käytetään, koska hiukkaset ovat nopeasti liikkuvia ja mikroskooppisia. Normaali kameran linssi ei voi avautua ja sulkeutua tarpeeksi nopeasti liikkeiden tallentamiseksi.
Toista nopeusmittaria kutsutaan Doppler -nopeusmittariksi. Tämän tyyppisessä nopeusmittauksessa mitataan valon heijastuksia hiukkasten sijasta. Nopeusmittari ohjaa lasersäteen esimerkiksi potilaan valtimoiden yli, ja tapa, jolla valo heijastuu pois liikkuvasta verestä, kertoo teknikolle, kuinka hyvin veri kiertää. Tämäntyyppinen mittaus tulee Doppler -vaikutuksesta, kun valon nopeus voidaan arvioida mittaamalla aallon taajuus suhteessa tarkkailijaan.
Velocimetrialla on monia käytännön sovelluksia. Nopeusmittari voi määrittää kaasujen ja nesteiden “pyörre” polttomoottoreissa, uuneissa, sumutuskuivaimissa ja kemiallisissa käsittelylaitoksissa. Tieto nesteiden liikkumisesta koneissa auttaa suunnittelijoita suunnittelemaan kulumista ja diagnosoimaan ongelmia ja järjestelmän yleistä käytännöllisyyttä. Koska laser-nopeusmittaus ei ole invasiivista, sitä voidaan käyttää myös osana lääketieteellisiä toimenpiteitä.