簡介：

PIV（Particle Image Velocimetry）粒子圖像測速儀是一種非接觸、瞬時(shí)、動(dòng)態(tài)、全流場的速度場測量技術(shù)，是so-called Time of Flight (TOF)測量技術(shù)之一。PIV技術(shù)的基本原理是：在流場中布撒示蹤粒子，使用激光片光源照亮所測流場區(qū)域，通過連續(xù)兩次或多次曝光，粒子的圖像被記錄在底片或CCD相機(jī)，采用PIV專用算法（標(biāo)準(zhǔn)FFT互相關(guān)等），處理PIV底片或CCD記錄的圖像，計(jì)算出流場中各點(diǎn)的流速矢量，并計(jì)算出其他運(yùn)動(dòng)參量(包括流場速度矢量圖、速度分量圖、流線圖等)。從本質(zhì)上講，PIV測出的是流場中粒子的速度，是利用布撒在流體中的跟隨性較好的示蹤粒子代表粒子所在位置的流場速度。

2D3C PIV在使用傳統(tǒng)二維PIV 系統(tǒng)的光片上，添加第二臺(tái)相機(jī)，專用相機(jī)支架和標(biāo)定板,即可用來測量光板平面中的三維速度分量。因?yàn)槟軌蜉p松地進(jìn)行高空間分辨率、高精度的測量，所以被稱為同時(shí)多點(diǎn)三維測量法。

應(yīng)用場合：

（1）風(fēng)洞（尤其是汽車風(fēng)洞）、水槽等典型流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)測量；

（2）各種流體的速度場、渦量場測量；

（3）微流體的流速分布，混合，擴(kuò)散等，特別是微型芯片的開發(fā)；

（4）火焰場測試；發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的流場測量；

（5）結(jié)合平面激光誘導(dǎo)熒光（Planar Laser-Induced Fluorescence）技術(shù)進(jìn)行濃度場或溫度場的測量；

（6）噴涂；

（7）兩相流研究等等。

PIV 2D3C粒子圖像測速儀產(chǎn)品特點(diǎn)

■具備2D2C系統(tǒng)的所有特點(diǎn)，能夠兼容2D2C 系統(tǒng)配置，具有升級空間；

■能夠獲得三維速度分量（X,Y,Z）；

■適用于從超低速到超音速的廣泛速度范圍；

■適用于從微流量到大規(guī)模流量（豐富的光學(xué)系統(tǒng)陣容）；

■自行研發(fā)的沙曼相機(jī)支架，校準(zhǔn)更加準(zhǔn)確快捷。

PIV 2D3C粒子圖像測速儀技術(shù)參數(shù)：

激光器：雙脈沖Nd:YAG激光器；能量200mj；波段532nm ；工作頻率15 Hz；

片光源：片光厚度 200mm～∞（無極調(diào)節(jié)）；

相機(jī)：分辨率2336 x 1752 ，14-bit；

定時(shí)器：

具有輸入、輸出各8個(gè)通道以上的獨(dú)立定時(shí)輸出功能；時(shí)間分辨率為10ns；定時(shí)精度為100ps；能夠使用PIV或?qū)Ｓ密浖M(jìn)行控制；該定時(shí)控制器可單獨(dú)使用（★）；具有延遲發(fā)生器、脈沖發(fā)生器、時(shí)鐘、托格計(jì)時(shí)器、過濾器、動(dòng)態(tài)延遲被動(dòng)模式（★）。

粒子發(fā)生器：

原創(chuàng)的CTS型粒子發(fā)生器，播種速度180L/min，可達(dá)550L/min； 粒子直徑3?4μm；矢量采集成功率比傳統(tǒng)的Raskin噴嘴高50%以上。

軟件：

1-1解析區(qū)域2維3成分。

1-2組件控制，圖像儲(chǔ)存，數(shù)據(jù)解析等均可以通過同一軟件完成。

1-3圖像相關(guān)法包括FFT相關(guān)，遞歸相關(guān)，分層相關(guān)和變換相關(guān)。

1-4能夠通過批處理對多個(gè)圖像進(jìn)行平均化處理。

1-5能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)分析。

1-6有標(biāo)準(zhǔn)偏差濾波器，中值濾波器，動(dòng)態(tài)均值濾波器等驗(yàn)證功能。

1-7分析結(jié)果能夠以AVI，JPEG，BMP，K2P，Plot3D和CSV格式保存和導(dǎo)出。

1-8支持window 10系統(tǒng)。

1-9 軟件由日本研發(fā)，支持日英雙語。

注：激光器、相機(jī)等硬件需根據(jù)不同測量對象進(jìn)行訂制。

配置清單：

■激光器 ×1

■相機(jī)（帶鏡頭） ×2

■片光源 ×1

■PC ×1

■控制分析軟件 ×1

■同步器 ×1

■粒子發(fā)生器 ×1

■沙曼相機(jī)支架 ×1

應(yīng)用案例：

1）大型邊界層風(fēng)洞中建筑物模型周圍的流場測量

測量范圍： 2.5m×1.5m

光源：120mJ雙腔雙脈沖激光

相機(jī)分辨率： 4008×2672

測試頻率：1000Hz

算法：多網(wǎng)格相關(guān)，中心差分法，雙相關(guān)并用。通過多網(wǎng)格連接，可以使2 時(shí)刻間粒子的移動(dòng)量保持適當(dāng)，同時(shí)縮小隔行窗口，實(shí)現(xiàn)高分辨率化。通過雙相干改善S/N 比，通過中央差分法可以改善二次精度。此外，通過應(yīng)用圖像格式（子像素的圖像變形），可以解析沒有峰值對比的高精度。

測量合作：清水建設(shè)株式會(huì)社技術(shù)研究所