PIV粒子图像测速法
2013-08-11 12:28阅读:
全名:Particle Image
Velocimetry,又称粒子图像测速法,是七十年代末发展起来的一种瞬态、多点、无接触式的流体力学测速方法。近几十年来得到了不断完善与发展,PIV技术的特点是超出了单点测速技术(如LDV)的局限性,能在同一瞬态记录下大量空间点上的速度分布
PIV系统示意图
信息,并可提供丰富的流场空间结构以及流动特性。PIV技术除向流场散布示踪粒子外,所有测量装置并不介入流场。另外PIV技术具有较高的测量精度。由于PIV技术的上述优点,已成为当今流体力学测量研究中的热门课题,因而日益得到重视。目前PIV测速方法有多种分类,无论何种形式的PIV,其速度测量都依赖于散布在流场中的示踪粒子,PIV法测速都是通过测量示踪粒子在已知很短时间间隔内的位移来间接地测量流场的瞬态速度分布。若示踪粒子有足够高的流动跟随性,示踪粒子的运动就能够真实地反映流场的运动状态。因此示踪粒子在PIV测速法中非常重要。在PIV测速技术中,高质量的示踪粒子要求为:(1)比重要尽可能与实验流体相一致;(2)足够小的尺度;(3)形状要尽可能圆且大小分布尽可能均匀;(4)有足够高的光散射效率。通常在水动力学测量中大都采用固体示踪粒子,如聚苯乙烯及尼龙颗粒、铝粉、荧光粒子等,国外已有公司专门为PIV测量研制出了在流体中接近上述要求的高质量固体粒子,但目前这种粒子价钱非常昂贵。
1.仪器设备性能参数介绍:
●最大激光束能量:300Mj,脉宽:~8ns@532nm
●最大工作区域:20×20cm
●重复频率:1~15Hz
●空间分辨率0.5~1mm
●精度为0.1~1%。
2.应用范围介绍:
●计算和测量流场中各点的速度、涡量、流线以及等速度线等特性参数的分布情况。
●进行流场流动过程的瞬时显示、存储和动态演示。
3.仪器设备使用联系人:
王树立
联系电话:0519—86330033
4.仪器设备图片:
仪器简介:
PIV是粒子图像测速仪的简称,是传统的流动显示技术的发展。
利用PIV技术能够同时获得流场中一个面上多点的速度,它结合了激光技术、
跨帧CCD技术以及数字图像处理技术等,使得对流动测量取得了革命性的进展。
其原理如下:由脉冲激光器发出的激光通过由球面镜和柱面镜形成的片光源
镜头组,照亮流场中一个很薄的(1-2mm)面;在于激光面垂直方向的PIV专用
跨帧CCD相机摄下流场层片中的流动粒子的图像,然后把图像数字化送入计算机,
利用自相关或互相关原理处理,可以得到流场中的速度场分布。
基本组成:脉冲激光器,染料激光器(PLIF系统),显微镜以及配套物镜片
(MicroPIV系统),光源镜头组,光臂,PIV专用跨帧CCD相机,3维标定系统,
配套镜头,处理软件。
TSI的PIV系统有着独特的专利技术:Hart相关算法能够节约大量的处理、
运算时间(提高30多倍),提高测量精度和分辨率,提高单位面积的速度矢量
,可以保持高分辨率的情况下测量大流场。新推出的Insight3G软件可以兼顾
PIV和PLIF测量,同时测量温度场和浓度场和速度场。并且采用了并行处理技术
,同时在几台计算机上处理图像,大大提高了处理速度。
TSI公司PIV系统在美国的NASA和中国各大院校、研究机构有着广泛和良好的
应用。
希望TSI公司能够为您的研究工作提供有益的帮助。
技术参数:
1.无接触测量速度矢量,同时测量一个面上的速度场
2.测量精度高.
3.测速范围宽:0-超音速
4.原理简单,受外界影响小
5.应用面广,可以用于微尺度流动测量(微米量级),也可用于风、水洞测量,多相流测量
6.新推出的High Frame PIV系统响应频率能够到达10kHz,大大提高了PIV系统观测流场时序变化的能力。
7.Insight3G
软件提供POD(本征正交分解)功能,优化的立体标定技术和SRPV(超精细粒子速度场)功能,支持海量数据传输系统(HyperStreaming
Image Transfer System)
8.PIV可以升级到平面激光诱导荧光(PLIF)系统,同时测量流动的速度场和温度、浓度场。
主要特点:
TSI公司作为全球最大的流动测量仪器供应商,从1983年进入中国,一直致力于为中国的流体力学测量界提供高品质和高性能的产品和技术服务。
TSI公司从2004年成立北京代表处,2005年成立维修中心,是目前唯一在中国有代表处和维修中心的流动测量仪器供应商。
TSI公司从1988年在全球提供第一套商业PIV系统后,一直在PIV系统的软、硬件进行技术研发,每3个月到半年,都有新的算法、产品模块推出。
2007年,TSI公司推出了SRPV技术,除了传统的FFT变换的互相关算法外,采用了GW算法,不再是传统的查询区间,FFT算法,可以在成千上万的粒子都进行跟踪,得到每个粒子的粒径和速度信息,该技术在单相流、两相流和多相流研究中发挥着巨大的作用。
2008年,TSI公司新的V3V技术,打破了PIV的面测量局限性,采用体光源照亮流场,特殊布置的探头相机,不再需要调焦,自动进行标定,得到一个体内的三维速度场。该技术必将为流动测量带来革命性发展,为流动测量带来一个全新的视角。