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粒子圖像測速儀的系統(tǒng)組成

來源:四川物科光學精密機械有限公司   2025年03月17日 13:23  
粒子圖像測速儀(PIV)是一種基于光學原理的非接觸式流場測量技術,能夠瞬時獲取流體運動的二維或三維速度場。其核心優(yōu)勢在于全場測量、高分辨率、無干擾,廣泛應用于流體力學、空氣動力學、燃燒診斷等領域。
 
PIV技術通過光學手段實現(xiàn)了流場的瞬時全場測量,為復雜流動現(xiàn)象提供了特殊的觀測視角。其非侵入性、高空間分辨率和動態(tài)范圍使其在基礎研究和工程應用中具有良好的優(yōu)勢。
 
一、系統(tǒng)組成
 
1.激光器:
脈沖式激光器(如Nd:YAG,波長532nm)產生高能量片光。
雙脈沖激光(Δt可調,通常1μs-1ms)。
2.相機:
高分辨率CMOS/CCD相機(幀率≥1kHz,分辨率2048×2048)。
跨幀技術(跨幀時間Δt匹配流動速度)。
3.同步器:
控制激光脈沖與相機曝光的時序同步。
4.示蹤粒子:
直徑1-10μm,密度與流體接近(斯托克斯數(shù)St≤0.1)。
熒光粒子(增強信噪比)或空心玻璃微珠。
 
二、操作注意事項
 
1.粒子選擇:
粒子跟隨性(密度比ρ_p/ρ_f≈1)。
粒子濃度:每查詢窗口5-10個粒子(避免重疊或稀疏)。
2.光學布置:
片光厚度<1mm(減少三維效應)。
避免反光/折射(如使用消光涂層、折射率匹配液)。
3.圖像處理:
多網格迭代(從粗到精提高精度)。
畸變校正(相機鏡頭、激光片光非均勻性)。

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