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粒子圖像測速儀PIV
粒子圖像測速技術(shù)（PIV） ( Particle Image Velocimetry）是流動顯示技術(shù)的定量化延伸,，是二十世紀(jì)末流體力學(xué)測量儀器和實驗方法的重大發(fā)展,，由于可以得到瞬時全場的速度信息，相比以往單點的流速測量技術(shù),，PIV可以獲得瞬時流動結(jié)構(gòu)的真實信息,，在流動結(jié)構(gòu)的研究方面是其他手段無法相比的。
系統(tǒng)組成與整體性能
一套完整的PIV系統(tǒng)包括光源系統(tǒng)（雙腔脈沖激光器,，導(dǎo)光臂和片光源透鏡組）,，圖像采集系統(tǒng)（高分辯率跨幀CCD相機(jī)，64位專用高速圖像數(shù)據(jù)采集板）,，控制協(xié)調(diào)系統(tǒng)（同步器）,，以及專用PIV圖像數(shù)據(jù)處理和流場顯示系統(tǒng)（Insight軟件包及其外部接口）。
系統(tǒng)組成與整體性能
一套完整的PIV系統(tǒng)包括光源系統(tǒng)（雙腔脈沖激光器,，導(dǎo)光臂和片光源透鏡組）,，圖像采集系統(tǒng)（高分辯率跨幀CCD相機(jī)，64位專用高速圖像數(shù)據(jù)采集板）,，控制協(xié)調(diào)系統(tǒng)（同步器）,，以及專用PIV圖像數(shù)據(jù)處理和流場顯示系統(tǒng)（Insight軟件包及其外部接口）。
工作模式 | 支持 CCD 工作方式(互相關(guān),、自相關(guān)) 提供支持膠片工作接口(自相關(guān)模式) |
速度范圍 | **可測速度不小于200m/s |
測量區(qū)域 | 不小于600mm*400mm |
空間分辨率 | 小于1mm*1mm（由鏡頭視場確定） |
速度測量維數(shù) | 3維 |
主要部件性能參數(shù)
I脈沖激光器 | 1 套 YAG200-NWL_532/266 | |
PIV系統(tǒng)中激光器作為照明光源,，采用美國NewWave公司的脈沖頻率15Hz，能量200毫焦/脈沖大功率Nd:YAG激光器,。激光器主要參數(shù)如下： | ||
激光器型號 | YAG200-NWL_532/266 | |
名稱 | 美國NewWave公司產(chǎn)雙釹:釔鋁石榴石激光器 | |
激光功率 | 200 mJ/Pulse@532nm,；30mJ/Pulse@266nm | |
激光器脈沖頻率 | 15Hz | |
脈沖持續(xù)時間 | 3—5 ns | |
光束直徑 | 6 mm | |
發(fā)散角 | 小于4 mrad | |
工作方式 | 自觸發(fā)、外部觸發(fā),，受同步器控制 | |
輸入電源要求 | 單相輸入 220V±10% ,， **電流20A，50/60 Hz | |
備注 | 激光器（含電源）由生產(chǎn)廠商保修一年 | |
II光臂及片光源透鏡組 | 1 套 TSI 610021 610015 |
光臂的作用是為了靈活調(diào)節(jié)片光源的位置,，滿足測量不同截面時片光源的靈活調(diào)整,。片光源透鏡用于形成PIV系統(tǒng)的照明光路系統(tǒng),。工作原理是，脈沖激光器產(chǎn)生的激光脈沖光束首先經(jīng)過一個凹柱面鏡,，形成一個一定角度的扇形光片,，光片的厚度約等于激光光束的直徑，約4mm,，這個厚度對PIV測量來說太厚,，因此，需要額外的一個球面鏡將光片收縮到0.5~1mm厚度的片光,。為了適應(yīng)不同大小和測量距離的情況的需要,，該套鏡頭組中采用了兩個鏡頭組，分別為兩個不同的凹柱面鏡和兩個不同的球面鏡,。 主要參數(shù)如下： | |
型號 | 610015 610021 |
名稱 | 光臂及片光源透鏡組 |
**輸入功率 | 500mJ/Pulse |
組件 | 多關(guān)節(jié)光臂一套（每關(guān)節(jié)均可360度旋轉(zhuǎn),，全 展開可達(dá)1.8米長） 鏡頭基座一套 球面鏡2個：焦距500mm，1000mm 柱面鏡2個：焦距-25mm,，-15mm 柱面鏡到球面鏡連接適配器一套 |
III PIV專用CCD | 兩套 TSI 630062 & 630062-ST |
TSI的PIV系統(tǒng)的CCD為專門設(shè)計的,，以便于用于PIV系統(tǒng)的測量。它在工作時序上不同 于普通的攝像頭結(jié)構(gòu),。主要參數(shù)如下： | |
型號 | 630062 630062-ST |
名稱 | PowerView Plus 11MP 自相關(guān)/互相關(guān)CCD 相機(jī) |
分辨率 | 4K X 2.6K |
禎頻率 | 4.8禎/秒 |
鏡頭接口方式 | 標(biāo)準(zhǔn)Nikkon（F Mount） |
控制方式 | Free Run/Triggered Exposure/Triggered Double Exposure |
12位灰度圖象數(shù)據(jù) | |
*小跨禎時間 | 200ns |
輸出 | 12位數(shù)字化輸出,，輸出信號標(biāo)準(zhǔn)LVDS |
CCD包含CCD陣列激光保護(hù)罩 | |
備注： 包含配套的專用高速接口板及所有電纜 1．630062 CCD配套接口板一塊 2．支持LVDS數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn) 3．全數(shù)字化數(shù)據(jù)傳輸 | |
IV同步器 | 1 套 TSI LaserPulse 610035 | |
同步器是TSI的PIV系統(tǒng)的時序控制機(jī)構(gòu)。系統(tǒng)的所有其他部件的工作指令均由同步器控制,，它負(fù)責(zé)按照程序設(shè)定各個部件,。 | ||
型號 | 610035 | |
名稱 | 同步器 | |
工作方式 | 受計算機(jī)控制； | |
同計算機(jī)連接方式 | RS232,； | |
時間分辯率 | 1ns | |
輸出信號 | TTL 電平,； 一對 FlashLamp 和 Q-swithch 信號； 外觸發(fā)信號輸出以控制其它外部設(shè)備,； 鎖相環(huán)信號輸入,； | |
輸入功率 | 240VAC，2A | |
附件 | 有關(guān)電纜一套,； 安裝及使用說明書一套,； | |
有別于通常采用插入計算機(jī)的同步卡或時序卡，TSI的PIV系統(tǒng)是**采用立同步器,，該系統(tǒng)控制的時間分辨率與計算機(jī)性能無關(guān),，控制信號的時間準(zhǔn)確性和任何其它外部設(shè)備也無關(guān)。它負(fù)責(zé)精確的接收外部觸發(fā)信號以協(xié)調(diào)各部件的工作時序,，這一點在常規(guī)PIV系統(tǒng)的條件采樣過程中極為重要,，對于某些特殊應(yīng)用，如旋轉(zhuǎn)機(jī)械流場的測量問題,，這種測量需要的同步精度要求極高,，一般采用時序卡的系統(tǒng)根本無法完成如此精度的觸發(fā)測量,。特別的，如果觸發(fā)精度受到計算機(jī)性能和正在處理的任務(wù)的影響時,，測量本身的不可控因素可能導(dǎo)致整體測量的完全失敗,，這樣對于測量的成本，尤其是針對高速流動問題或者高湍流度問題的實驗成本控制都是非常不利的,。這種獨立設(shè)計使得PIV實驗本身的各部件時序控制和用戶選擇的計算機(jī)性能和檔次沒有關(guān)系，這也是TSI的PIV系統(tǒng)不會刻意要求用戶配置高檔次的計算機(jī)系統(tǒng)的根本原因,。本次配置中的610035型同步器是TSI公司PIV系統(tǒng)中的高端同步裝置,，時間分辨精度達(dá)到1ns。PIV技術(shù)的創(chuàng)始人,、TSI公司流體測量系統(tǒng)的高級顧問——Adrian教授曾經(jīng)使用這種系統(tǒng)在Illinois大學(xué)成功進(jìn)行了高速爆轟問題的測量和研究工作,，這種測量問題的時間定位要求是非常嚴(yán)格的。同時這種同步裝置在高速PIV及激光誘導(dǎo)熒光（LIF）的設(shè)備也可以使用,。
VI 圖象采集分析系統(tǒng) | 1 套 TSI INSIGHT3G-SEC MODULE3G-2DPIV MODULE3G-STRPIV MODULE3G-PLIF |
名稱 | 立體PIV/LIF圖象采集及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng) |
功能 | Windwos XP 全 32-bit 軟件包,，系統(tǒng)通過RS232采用計算機(jī)命令控制； |
對CCD方式,，實時顯示采樣的圖象數(shù)據(jù),，在線顯示方向矢量及標(biāo)量場； | |
執(zhí)行互相關(guān)和自相關(guān)分析,；支持多CPU結(jié)構(gòu)的并行相關(guān)處理 | |
內(nèi)嵌Hart相關(guān)算法引擎,，支持進(jìn)行Hart相關(guān)處理，超細(xì)化處理流場速度分布,，*小可達(dá)到的查問域可達(dá)4×4個象素得到一個速度矢量 | |
可對圖象進(jìn)行常規(guī)圖象處理,； | |
可對不同的片光源類型所獲得的圖象進(jìn)行處理; | |
實時顯示查問域及其相關(guān)時的峰值； | |
自動調(diào)整查問域的大小以獲得**的相關(guān)峰值,； | |
計算點,、線、圖象中部分區(qū)域,、及全部區(qū)域的速度,； | |
后處理可計算平均速度、均方根值,、渦量,、剪應(yīng)力、雷諾應(yīng)力等,；對速度矢量場進(jìn)行有效性檢驗,，并對其所缺矢量填空。 | |
內(nèi)置（嵌入在Insight軟件中）TECLPOT流場分析繪圖軟件,； | |
采用**背景處理技術(shù),，基于Matlab 工具箱詳細(xì)的時序圖像分析 | |
備注 | 本軟件含有Insight3G-PIVLIF 軟件加密狗一個,； |
暫無數(shù)據(jù)！
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