簡(jiǎn)介：

PIV（Particle Image Velocimetry）粒子圖像測(cè)速儀是一種非接觸、瞬時(shí)、動(dòng)態(tài)、全流場(chǎng)的速度場(chǎng)測(cè)量技術(shù)，是so-called Time of Flight (TOF)測(cè)量技術(shù)之一。PIV技術(shù)的基本原理是：在流場(chǎng)中布撒示蹤粒子，使用激光片光源照亮所測(cè)流場(chǎng)區(qū)域，通過(guò)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(chǎng)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(chǎng)速度矢量圖、速度分量圖、流線圖等)。從本質(zhì)上講，PIV測(cè)出的是流場(chǎng)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(chǎng)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(lái)測(cè)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(cè)量，所以被稱為同時(shí)多點(diǎn)三維測(cè)量法。

應(yīng)用場(chǎng)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(cè)量；

（2）各種流體的速度場(chǎng)、渦量場(chǎng)測(cè)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(kāi)發(fā)；

（4）火焰場(chǎng)測(cè)試；發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的流場(chǎng)測(cè)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(chǎng)或溫度場(chǎng)的測(cè)量；

（6）噴涂；

（7）兩相流研究等等。

PIV 2D3C粒子圖像測(cè)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(jí)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(cè)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(wú)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(guò)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(guò)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(guò)批處理對(duì)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(yǔ)。

注：激光器、相機(jī)等硬件需根據(jù)不同測(cè)量對(duì)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(chǎng)測(cè)量

測(cè)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(cè)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(guò)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(guò)雙相干改善S/N 比，通過(guò)中央差分法可以改善二次精度。此外，通過(guò)應(yīng)用圖像格式（子像素的圖像變形），可以解析沒(méi)有峰值對(duì)比的高精度。

測(cè)量合作：清水建設(shè)株式會(huì)社技術(shù)研究所