簡介：

PIV（Particle Image Velocimetry）粒(li)子(zi)(zi)圖像(xiang)測速(su)儀是(shi)一種非接觸、瞬時(shi)、動(dong)態、全流(liu)(liu)(liu)場的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度場測量技術，是(shi)so-called Time of Flight (TOF)測量技術之一。PIV技術的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)本(ben)原理是(shi)：在(zai)(zai)流(liu)(liu)(liu)場中布撒示蹤(zong)粒(li)子(zi)(zi)，使用激光片(pian)(pian)光源(yuan)照亮(liang)所測流(liu)(liu)(liu)場區域，通(tong)過連續(xu)兩次或(huo)多次曝(pu)光，粒(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)圖像(xiang)被記(ji)錄在(zai)(zai)底(di)片(pian)(pian)或(huo)CCD相機，采用PIV專(zhuan)用算(suan)法（標準FFT互相關等(deng)），處(chu)理PIV底(di)片(pian)(pian)或(huo)CCD記(ji)錄的(de)(de)(de)(de)(de)圖像(xiang)，計算(suan)出(chu)(chu)流(liu)(liu)(liu)場中各點的(de)(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)速(su)矢量，并計算(suan)出(chu)(chu)其他運(yun)動(dong)參量(包(bao)括流(liu)(liu)(liu)場速(su)度矢量圖、速(su)度分量圖、流(liu)(liu)(liu)線圖等(deng))。從本(ben)質(zhi)上(shang)講，PIV測出(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)流(liu)(liu)(liu)場中粒(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度，是(shi)利用布撒在(zai)(zai)流(liu)(liu)(liu)體中的(de)(de)(de)(de)(de)跟隨(sui)性較好的(de)(de)(de)(de)(de)示蹤(zong)粒(li)子(zi)(zi)代表(biao)粒(li)子(zi)(zi)所在(zai)(zai)位置的(de)(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)場速(su)度。

2D3C PIV在使用傳統二維(wei)PIV 系(xi)統的光(guang)片上(shang)，添加第二臺相(xiang)機(ji)，專用相(xiang)機(ji)支架和標定板,即(ji)可用來(lai)測量(liang)光(guang)板平面中的三維(wei)速度分量(liang)。因為(wei)能(neng)夠輕松地進(jin)行(xing)高空間分辨(bian)率、高精度的測量(liang)，所(suo)以被稱為(wei)同時多點三維(wei)測量(liang)法。

應用場合：

（1）風洞（尤其是汽車風洞）、水槽等(deng)典型流體(ti)力學實(shi)驗測量；

（2）各種流體的速度場、渦量場測量；

（3）微流體的(de)流速分布，混(hun)合，擴散等(deng)，特別是微型(xing)芯片的(de)開發；

（4）火(huo)焰場測試；發動機燃燒室的流場測量(liang)；

（5）結合平面激光(guang)誘(you)導(dao)熒光(guang)（Planar Laser-Induced Fluorescence）技術進行濃度場或(huo)溫(wen)度場的測量；

（6）噴涂；

（7）兩(liang)相流研究等等。

PIV 2D3C粒子圖像測速儀產品特點

■具備2D2C系統(tong)的所(suo)有(you)特點，能夠(gou)兼(jian)容2D2C 系統(tong)配置(zhi)，具有(you)升級空間；

■能夠(gou)獲得三維速度分量（X,Y,Z）；

■適用于從超低速到超音速的廣(guang)泛速度范圍；

■適用于從微流(liu)量到大規模流(liu)量（豐富的光學系統(tong)陣容）；

■自行研發的沙(sha)曼相機支架，校準更加準確快(kuai)捷。

PIV 2D3C粒子圖像測速儀技術參數：

激光(guang)器(qi)：雙脈沖Nd:YAG激光(guang)器(qi)；能(neng)量200mj；波(bo)段532nm ；工作頻率15 Hz；

片光(guang)源：片光(guang)厚度(du) 200mm～∞（無極調節(jie)）；

相機：分(fen)辨率2336 x 1752 ，14-bit；

定時(shi)器：

具(ju)有輸(shu)入(ru)、輸(shu)出各8個通道以上的(de)獨立定時(shi)(shi)輸(shu)出功能；時(shi)(shi)間(jian)分(fen)辨率為(wei)10ns；定時(shi)(shi)精度為(wei)100ps；能夠使用PIV或專用軟件進行控(kong)(kong)制；該定時(shi)(shi)控(kong)(kong)制器(qi)可(ke)單獨使用（★）；具(ju)有延遲(chi)發生器(qi)、脈沖發生器(qi)、時(shi)(shi)鐘、托(tuo)格計時(shi)(shi)器(qi)、過濾(lv)器(qi)、動(dong)態(tai)延遲(chi)被動(dong)模式（★）。

粒子發(fa)生器：

原創的(de)CTS型粒子發(fa)生器，播種速度180L/min，可達550L/min； 粒子直徑3?4μm；矢(shi)量采集成功率比傳統的(de)Raskin噴嘴高50%以上。

軟(ruan)件：

1-1解析(xi)區域2維3成(cheng)分(fen)。

1-2組件控制(zhi)，圖(tu)像儲存，數據解析等均可以(yi)通(tong)過同一軟件完成(cheng)。

1-3圖(tu)像相關(guan)(guan)法包括FFT相關(guan)(guan)，遞歸相關(guan)(guan)，分(fen)層相關(guan)(guan)和變換相關(guan)(guan)。

1-4能夠通過批處(chu)理對多個圖像進(jin)行平均化(hua)處(chu)理。

1-5能夠進行(xing)實時分析。

1-6有標準偏差濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)，中值濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)，動態均值濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)等驗證功能。

1-7分析(xi)結果能(neng)夠以(yi)AVI，JPEG，BMP，K2P，Plot3D和CSV格式保(bao)存和導出。

1-8支持window 10系統。

1-9 軟(ruan)件由日(ri)本研發，支持日(ri)英雙語。

注：激(ji)光(guang)器(qi)、相(xiang)機等硬件需根據不(bu)同測量對(dui)象進(jin)行訂制。

配置清(qing)單：

■激光器 ×1

■相機（帶鏡頭） ×2

■片光(guang)源 ×1

■PC ×1

■控制分析軟(ruan)件 ×1

■同步器(qi) ×1

■粒子發生器 ×1

■沙曼(man)相機支架 ×1

應用案例：

1）大(da)型邊界層風洞中建筑(zhu)物模型周(zhou)圍的流場測量(liang)

測量范圍： 2.5m×1.5m

光(guang)源：120mJ雙(shuang)腔雙(shuang)脈沖激光(guang)

相(xiang)機分辨(bian)率： 4008×2672

測試頻率：1000Hz

算法(fa)：多網格(ge)相關，中心差分(fen)(fen)法(fa)，雙(shuang)相關并(bing)用。通(tong)(tong)(tong)過(guo)(guo)多網格(ge)連接，可以(yi)使2 時刻間粒子的移動量保持適當，同(tong)時縮小隔行窗口，實現高分(fen)(fen)辨率化。通(tong)(tong)(tong)過(guo)(guo)雙(shuang)相干改善(shan)S/N 比(bi)，通(tong)(tong)(tong)過(guo)(guo)中央差分(fen)(fen)法(fa)可以(yi)改善(shan)二次(ci)精(jing)度(du)(du)。此外，通(tong)(tong)(tong)過(guo)(guo)應用圖像(xiang)格(ge)式（子像(xiang)素的圖像(xiang)變形），可以(yi)解(jie)析沒有峰值對比(bi)的高精(jing)度(du)(du)。

測(ce)量合作：清水建(jian)設(she)株式會社(she)技術研究所