PIV粒子画像流速計

PIV概述与原理(粒子图像测速)

PIV(粒子图像测速仪)是

PIV样本图像

PIV(粒子图像测量)是一种用于测量由激光片定义的平面内的速度分布的成像技术。它广泛用于各种流体动力学研究。
PIV是应用可以主要二维地显示速度矢量的可视化方法的测量技术。

片状激光在很短的时间内连续照射到一定空间内的颗粒两次,并且通过高灵敏度相机在与激光相同的时间拍摄片材内的范围,由此连续我们将获得两个粒子组图像。
通过PIV专有算法(互相关)分析该图像的同一区域(询问窗口)中的粒子,可以获得表示速度矢量的二维数据。
PIV还可以通过使用立体拍摄以及二维数据(2D3C)来获取二维三分量(2D3C)数据。

我们的PIV系统的特点

Seika Digital Image PIV的特征
  • 通过使用Saika Digital Image 开发的Koncerto II专用PIV控制和分析软件,我们可以完成从相同软件的测量到分析。
  • PIV分析算法采用德国航空航天局(DLR)开发的最先进的变形关联,可实现高精度PIV分析。
  • 可以根据测量对象选择各种激光器和照相机(高分辨率照相机,高速照相机),并且可以通过Koncerto II进行控制。
  • 可以对各种应用进行PIV测量,例如大规模PIV,时间序列PIV,微PIV,毫米级PIV。

PIV变异

2D-PIV和立体3D-PIV数据格式

兩個PIV結果都是相同的流程; 從100 mm x 100 mm方形噴嘴自由噴射。 2D-PIV數據上的虛線對應於立體3D-PIV的測量平面。

2D2C (2 Dimensions 2 Components)
2D3C (2 Dimensions 3 Components)

软件“Koncerto”

koncerto


Koncerto系列是一个集成的PIV软件,结合了高级系统控制性能和先进的分析功能。它支持各种测量摄像机,激光器和外围设备,它被设计为PIV和PLIF等激光测量和成像测量平台。
我们支持各种测量相机,激光器和外围设备,它被设计为激光测量和成像测量的平台,如PIV和PLIF。
算法包括德国航空航天局(DLR)开发的最先进的变形相关性以及能够精确分析周期性的时间序列PIV,并且还具有时间插值函数PIV算法,SAT-PTV消除了影响 没有使用微型PIV进行时间平均的布朗运动,并且还可以进行时间序列分析。

特征
  • 它是一种可以支持各种成像测量的结构,包括PIV分析和PLIF分析
  • 可以控制各种类型的相机,包括高灵敏度相机和高速相机。
  • 结合双相关和相位滤波器等的复杂处理。通过中心差分方法对所有图像变形矩阵执行。它是一种高性能算法,能够进行高速处理。
  • 时间序列PIV配备FD4相关性
  • 配备微型PIV的SAT-PTV算法
  • 配备PIV图像相位滤镜
  • 在Koncerto II中,由LAN连接的多台PC的分布式处理功能作为选项准备。
  • 自动分析功能(分割功能)
  • 自动校正功能(选项)这是一项保证高精度的功能,需要非常小的测量,例如超高速流量和高速流量的分钟刻度。

PIV原理

PIV的光学设置

PIV是所谓的飞行时间(TOF)测量技术之一。PIV的基本原理是使用激光光板照射流场,该流场接种有小颗粒以显示待测量的流动。双脉冲YAG激光器和双快门相机同步记录两个粒子图像,时间间隔非常短,通常小于100 us。



框架跨骑(连续拍摄)

PIV需要两个粒子图像,时间间隔非常短,通常小于100微秒。 帧跨越技术能够记录两个图像,时间间隔低至100纳秒。 双脉冲激光和双快门相机由定时控制器同步。 由于双脉冲激光器具有两个可以独立操作的激光头,实际限制是双快门相机两帧之间的死区时间长度。



位移和速度评估

位移和速度评估

成功记录图像后,下一步是PIV分析。 图像被分成小的搜索区域,通常为32×32像素。 这些小搜索区域称为询问窗口。 对两个图像的这些询问窗口应用互相关以获得每个询问窗口的相关平面。 两个图像中的询问窗口的位置是相同的(在标准FFT互相关中,询问窗口在高级算法中被移位)。 然后应用峰值检测和位移评估以获得每个询问窗口中的主要位移。 由于流中像素的大小和两个图像之间的时间间隔是已知的,因此可以计算速度。 流中像素的大小由简单的速度校准确定。



分析算法

分析算法

PIV分析算法采用德国航空航天局(DLR)开发的最先进的变形关联,可实现高精度PIV分析。
另外,作为后处理,它对应于东京工业大学Miyauchi·Shop Bridge实验室开发的时间序列PIV专用算法(FD 4),POD分析,涡度显示等。

有关算法的更多信息

应用

应用
  • 各种风洞 / 坦克实验
  • 发动机,燃烧室
  • 风扇,涡轮机,旋转机器
  • 燃料电池堆
  • 洁净室,室内流动
  • 喷涂,喷涂
  • 运动液
  • 血流量
  • 微型TAS

样本电影

PIV系统组件

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