簡介：

PIV（Particle Image Velocimetry）粒子圖像測速儀是一種非接觸、瞬時、動態、全流場的速度場測量技術，是so-called Time of Flight (TOF)測量技術之一。PIV技術的基本原理是：在流場中布撒示蹤粒子，使用激光片光源照亮所測流場區域，通過連續兩次或多次曝光，粒子的圖像被記錄在底片或CCD相機，采用PIV專用算法（標準FFT互相關等），處理PIV底片或CCD記錄的圖像，計算出流場中各點的流速矢量，并計算出其他運動參量(包括流場速度矢量圖、速度分量圖、流線圖等)。從本質上講，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在使用傳統二維PIV 系統的光片上，添加第二臺相機，專用相機支架和標定板,即可用來測量光板平面中的三維速度分量。因為能夠輕松地進行高空間分辨率、高精度的測量，所以被稱為同時多點三維測量法。

應用場合：

（1）風洞（尤其是汽車風洞）、水槽等典型流體力學實驗測量；

（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，擴散等，特別是微型芯片的開發；

（4）火焰場測試；發動機燃燒室的流場測量；

（5）結合平面激光誘導熒光（Planar Laser-Induced Fluorescence）技術進行濃度場或溫度場的測量；

（6）噴涂；

（7）兩相流研究等等。

PIV 2D3C粒子圖像測速儀產品特點

■具備2D2C系統的所有特點，能夠兼容2D2C 系統配置，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模流量（豐富的光學系統陣容）；

■自行研發的沙曼相機支架，校準更加準確快捷。

PIV 2D3C粒子圖像測速儀技術參數：

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～∞（無極調節）；

相機：分辨率2336 x 1752 ，14-bit；

定時器：

具有輸入、輸出各8個通道以上的獨立定時輸出功能；時間分辨率為10ns；定時精度為100ps；能夠使用PIV或專用軟件進行控制；該定時控制器可單獨使用（★）；具有延遲發生器、脈沖發生器、時鐘、托格計時器、過濾器、動態延遲被動模式（★）。

粒子發生器：

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

軟件：

1-1解析區域2維3成分。

1-2組件控制，圖像儲存，數據解析等均可以通過同一軟件完成。

1-3圖像相關法包括FFT相關，遞歸相關，分層相關和變換相關。

1-4能夠通過批處理對多個圖像進行平均化處理。

1-5能夠進行實時分析。

1-6有標準偏差濾波器，中值濾波器，動態均值濾波器等驗證功能。

1-7分析結果能夠以AVI，JPEG，BMP，K2P，Plot3D和CSV格式保存和導出。

1-8支持window 10系統。

1-9 軟件由日本研發，支持日英雙語。

注：激光器、相機等硬件需根據不同測量對象進行訂制。

配置清單：

■激光器 ×1

■相機（帶鏡頭） ×2

■片光源 ×1

■PC ×1

■控制分析軟件 ×1

■同步器 ×1

■粒子發生器 ×1

■沙曼相機支架 ×1

應用案例：

1）大型邊界層風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

相機分辨率： 4008×2672

測試頻率：1000Hz

算法：多網格相關，中心差分法，雙相關并用。通過多網格連接，可以使2 時刻間粒子的移動量保持適當，同時縮小隔行窗口，實現高分辨率化。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：清水建設株式會社技術研究所