激光粒子图像速度场仪

粒子图像测速仪PIV粒子图像测速技术（PIV） ( Particle Image Velocimetry）是流动显示技术的定量化延伸，是二十世纪末流体力学测量仪器和实验方法的重大发展，由于可以得到瞬时全场的速度信息， 相比以往单点的流速测量技术，PIV可以获得瞬时流动结构的真实信息，在流动结构的研究方面是其他手段无法相比的。系统组成与整体性能 一套完整的PIV系统包括光源系统（双腔脉冲激光器，导光臂和片光源透镜组），图像采集系统（高分辩率跨帧CCD相机，64位专用高速图像数据采集板），控制协调系统（同步器），以及专用PIV图像数据处理和流场显示系统（Insight软件包及其外部接口）。系统组成与整体性能 一套完整的PIV系统包括光源系统（双腔脉冲激光器，导光臂和片光源透镜组），图像采集系统（高分辩率跨帧CCD相机，64位专用高速图像数据采集板），控制协调系统（同步器），以及专用PIV图像数据处理和流场显示系统（Insight软件包及其外部接口）。 工作模式支持 CCD 工作方式(互相关、自相关)提供支持胶片工作接口(自相关模式)速度范围最大可测速度不小于200m/s 测量区域不小于600mm*400mm空间分辨率小于1mm*1mm（由镜头视场确定）速度测量维数3维各主要部件性能参数 I 脉冲激光器1 套 YAG200-NWL_532/266PIV系统中激光器作为照明光源，采用美国NewWave公司的脉冲频率15Hz，能量200毫焦/脉冲大功率Nd:YAG激光器。激光器主要参数如下：激光器型号YAG200-NWL_532/266名称美国NewWave公司产双钕:钇铝石榴石激光器激光功率200 mJ/Pulse@532nm；30mJ/Pulse@266nm激光器脉冲频率15Hz脉冲持续时间3—5 ns光束直径6 mm发散角小于4 mrad工作方式自触发、外部触发，受同步器控制输入电源要求单相输入 220V±10% , 最大电流20A，50/60 Hz备注激光器（含电源）由生产厂商保修一年II 光臂及片光源透镜组1 套 TSI 610021 610015光臂的作用是为了灵活调节片光源的位置，满足测量不同截面时片光源的灵活调整。 片光源透镜用于形成PIV系统的照明光路系统。工作原理是，脉冲激光器产生的激光脉冲光束首先经过一个凹柱面镜，形成一个一定角度的扇形光片，光片的厚度约等于激光光束的直径，约4mm，这个厚度对PIV测量来说太厚，因此，需要额外的一个球面镜将光片收缩到0.5~1mm厚度的片光。为了适应不同大小和测量距离的情况的需要，该套镜头组中采用了两个镜头组，分别为两个不同的凹柱面镜和两个不同的球面镜。主要参数如下：型号610015 610021名称光臂及片光源透镜组最大输入功率500mJ/Pulse组件多关节光臂一套（每关节均可360度旋转，全 展开可达1.8米长）镜头基座一套球面镜2个：焦距500mm，1000mm柱面镜2个：焦距-25mm，-15mm柱面镜到球面镜连接适配器一套 III PIV专用CCD 两套 TSI 630062 & 630062-STTSI的PIV系统的CCD为专门设计的，以便于用于PIV系统的测量。它在工作时序上不同于普通的摄像头结构。主要参数如下：型号630062 630062-ST名称PowerView Plus 11MP 自相关/互相关CCD 相机分辨率4K X 2.6K祯频率4.8祯/秒镜头接口方式标准Nikkon（F Mount）控制方式Free Run/Triggered Exposure/Triggered Double Exposure12位灰度图象数据最小跨祯时间200ns输出12位数字化输出，输出信号标准LVDSCCD包含CCD阵列激光保护罩VI 图象采集分析系统1 套 TSI INSIGHT3G-SECMODULE3G-2DPIV MODULE3G-STRPIV MODULE3G-PLIF名称立体PIV/LIF图象采集及数据分析系统功能Windwos XP 全 32-bit 软件包，系统通过RS232采用计算机命令控制；对CCD方式，实时显示采样的图象数据，在线显示方向矢量及标量场；执行互相关和自相关分析；支持多CPU结构的并行相关处理内嵌Hart相关算法引擎，支持进行Hart相关处理，超细化处理流场速度分布，最小可达到的查问域可达4×4个象素得到一个速度矢量可对图象进行常规图象处理；可对不同的片光源类型所获得的图象进行处理 实时显示查问域及其相关时的峰值；自动调整查问域的大小以获得最好的相关峰值；计算点、线、图象中部分区域、及全部区域的速度；后处理可计算平均速度、均方根值、涡量、剪应力、雷诺应力等；对速度矢量场进行有效性检验，并对其所缺矢量填空。内置（嵌入在Insight软件中）TECLPOT流场分析绘图软件；采用专利背景处理技术，基于Matlab 工具箱详细的时序图像分析备注本软件含有Insight3G-PIVLIF 软件加密狗一个；

LC-03型激光降水粒子成像仪采用线形光电阵列探测成像技术，可准确测量云层当中尺度范围介于100~6220m的降水粒子、固态晶体粒子的分布，并能实时成像。主要适用于气象指挥检测、云水资源考察研究，以及云微物理学研究。原理LC-03型激光降水粒子成像仪采用线形光电阵列探测成像技术，可准确测量云层当中尺度范围介于100~6220m的降水粒子、固态晶体粒子的分布，并能实时成像。与其他产品相比优势准确测量云层当中尺度范围介于100~6220m的降水粒子、固态晶体粒子的分布，并能实时成像。应用领域：主要适用于气象指挥检测、云水资源考察研究，以及云微物理学研究产品特点：准确测量云层当中尺度范围介于100~6220m的降水粒子、固态晶体粒子的分布，并能实时成像。技术参数测量范围100-6200m测量分辨率100m取样频率1Hz（数据），不同步（图像）粒子谱粒子二维图像、谱分布数据、数浓度、体浓度以及含水量曲线采样长度300mm数据传输RS-485 2W，115200Baud Rate工作飞行高度10Km工作飞行速度10-200m/s工作温度-40-+40℃工作湿度0-100%工作电压28Vdc，含除防冰功率设备重量15 Kg设备尺寸85cm（长）×20cm（直径）

PIV技术是一种光学的非接触测量技术，它的最大贡献是突破了LDA（Laser Doppler Anemometer）激光多普勒测速仪等空间单点测量技术的局限性，既具备了单点测量技术的精度和分辨率，又能获得平面流场显示的整体结构和瞬态图像，可在同一时刻记录下整个流场的有关信息，并且可分别给出平均速度、脉动速度及应变率等信息。同时，它的结果可以与计算流体力学（CFD）模拟结果进行对比，以促进CFD技术的发展。 随着计算机技术与图像处理技术的快速发展，PIV技术越来越得到广泛的应用。为了满足用户对低速流动测量和教学演示的要求，丹迪公司推出了全新的MiniPIV系统。相机 丹迪公司推出的用于MiniPIV的相机为 FlowSense USB 2M-165。它的全帧分辨率为1920 x 1200像素，具有165帧每秒的拍摄速度。FlowSense系列PIV相机是丹迪公司全新推出的新一代PIV专用图像记录系统。它可通过软件控制芯片增益，提高图像亮度，并且它内置图像处理功能，可以自动进行热像素点修正、坏点修正和二维平面场修正，从而大大提高所拍摄图像的质量，减少了图像后处理的很多工作。激光器 MiniPIV系统采用RayPower激光器作为MiniPIV的光源。RayPower激光器结构紧凑，自带空气冷却而无需外部冷却系统。RayPower激光器具有良好的光斑质量（接近TEM00），有三种功率可以选择：2W、5W和10W。软件 DynamicStudio是一个突破性的，灵活的并且易于掌握的图像系统软件平台。可用于诸如粒子图像测速系统(PIV)，激光诱导荧光系统 (LIF)，燃烧诊断，粒径测量，及雾化特性分析等领域。 DynamicStudio软件平台存在于整个实验过程: 从整套系统的建立，数据采集直至最终的数据处理、分析及图形显示。其整套架构都为更高传输速度及更大图像分辨率的相机而设计。由于采用了即插即用及动态向导技术，整套系统硬件的管理及控制变得非常轻松。一些最新的图像处理技术，如分布式数据计算、本征正交分解、图像拼接、LSM算法等也整合在软件平台内，使得用户可以方便快捷的对整个测量过程有更深层次的认识。 圆柱绕流的拉格朗日特征追踪研究 旋转流场实验结果(速度梯度场)对比： 互相关算法得到的结果 LSM算法得到的结果