简介：

PIV（Particle Image Velocimetry）粒子图像测速仪是一种非接触、瞬时、动态、全流场的速度场测量技术，是so-called Time of Flight (TOF)测量技术之一。PIV技术的基本原理是：在流场中布撒示踪粒子，使用激光片光源照亮所测流场区域，通过连续两次或多次曝光，粒子的图像被记录在底片或CCD相机，采用PIV专用算法（标准FFT互相关等），处理PIV底片或CCD记录的图像，计算出流场中各点的流速矢量，并计算出其他运动参量(包括流场速度矢量图、速度分量图、流线图等)。从本质上讲，PIV测出的是流场中粒子的速度，是利用布撒在流体中的跟随性较好的示踪粒子代表粒子所在位置的流场速度。

2D3C PIV在使用传统二维PIV 系统的光片上，添加第二台相机，专用相机支架和标定板,即可用来测量光板平面中的三维速度分量。因为能够轻松地进行高空间分辨率、高精度的测量，所以被称为同时多点三维测量法。

应用场合：

（1）风洞（尤其是汽车风洞）、水槽等典型流体力学实验测量；

（2）各种流体的速度场、涡量场测量；

（3）微流体的流速分布，混合，扩散等，特别是微型芯片的开发；

（4）火焰场测试；发动机燃烧室的流场测量；

（5）结合平面激光诱导荧光（Planar Laser-Induced Fluorescence）技术进行浓度场或温度场的测量；

（6）喷涂；

（7）两相流研究等等。

PIV 2D3C粒子图像测速仪产品特点

■具备2D2C系统的所有特点，能够兼容2D2C 系统配置，具有升级空间；

■能够获得三维速度分量（X,Y,Z）；

■适用于从超低速到超音速的广泛速度范围；

■适用于从微流量到大规模流量（丰富的光学系统阵容）；

■自行研发的沙曼相机支架，校准更加准确快捷。

PIV 2D3C粒子图像测速仪技术参数：

激光器：双脉冲Nd:YAG激光器；能量200mj；波段532nm ；工作频率15 Hz；

片光源：片光厚度 200mm～∞（无极调节）；

相机：分辨率2336 x 1752 ，14-bit；

定时器：

具有输入、输出各8个通道以上的独立定时输出功能；时间分辨率为10ns；定时精度为100ps；能够使用PIV或专用软件进行控制；该定时控制器可单独使用（★）；具有延迟发生器、脉冲发生器、时钟、托格计时器、过滤器、动态延迟被动模式（★）。

粒子发生器：

原创的CTS型粒子发生器，播种速度180L/min，可达550L/min； 粒子直径3〜4μm；矢量采集成功率比传统的Raskin喷嘴高50%以上。

软件：

1-1解析区域2维3成分。

1-2组件控制，图像储存，数据解析等均可以通过同一软件完成。

1-3图像相关法包括FFT相关，递归相关，分层相关和变换相关。

1-4能够通过批处理对多个图像进行平均化处理。

1-5能够进行实时分析。

1-6有标准偏差滤波器，中值滤波器，动态均值滤波器等验证功能。

1-7分析结果能够以AVI，JPEG，BMP，K2P，Plot3D和CSV格式保存和导出。

1-8支持window 10系统。

1-9 软件由日本研发，支持日英双语。

注：激光器、相机等硬件需根据不同测量对象进行订制。

配置清单：

■激光器 ×1

■相机（带镜头） ×2

■片光源 ×1

■PC ×1

■控制分析软件 ×1

■同步器 ×1

■粒子发生器 ×1

■沙曼相机支架 ×1

应用案例：

1）大型边界层风洞中建筑物模型周围的流场测量

测量范围： 2.5m×1.5m

光源：120mJ双腔双脉冲激光

相机分辨率： 4008×2672

测试频率：1000Hz

算法：多网格相关，中心差分法，双相关并用。通过多网格连接，可以使2 时刻间粒子的移动量保持适当，同时缩小隔行窗口，实现高分辨率化。通过双相干改善S/N 比，通过中央差分法可以改善二次精度。此外，通过应用图像格式（子像素的图像变形），可以解析没有峰值对比的高精度。

测量合作：清水建设株式会社技术研究所