Системы построение векторных полей

PIV – аббревиатура от Particle Image Velocimetry (анемометрия по изображениям частиц) – метод визуализации двумерных векторных полей скоростей потоков жидкости или газа путем цифровой обработки изображений введенных в поток частиц.

Компания "Dantec Dynamics" предлагает PIV системы "под ключ" для решения задач, связанных с визуализацией поля потока.

PIV системы являются достаточно простым методом измерения двух или трех компонент скорости.

PIV системы широко используются в исследованиях и индустрии, т. к. метод прост в реализации и дает достаточно точные данные.

Компания "Dantec Dynamics" предлагает:

PIV системы с плоским или объемным полем зрения;
Обычные PIV системы и PIV системы с высоким разрешением во времени;
Широкий ассортимент камер с различными типами матриц;
Лазеры для самых различных задач;
Точную синхронизацию работы системы;
Продвинутую обработку результатов измерений с использованием кластеров и графических процессоров;
Полный набор программного обеспечения, который поможет решить все задачи от сбора данных до их публикации в высоком качестве, визуализации и анимации.

Схема 2D PIV измерений

Пример векторной карты

Краткое описание метода

Для исследования потока методом PIV необходимо осветить лазером сечение потока, для которого будут построены карты векторов скорости. Обычно используется Nd:YAG импульсный лазер с двумя резонаторами, генерирующий на длине волны 532 нм, или аналоги. На выходе лазера устанавливается специальная оптика световой завесы – набор линз, преобразующих лазерный луч в расходящуюся плоскость лазерного излучения, называемую световой завесой.

В поток газа или жидкости вводятся мелкие частицы, которые не вносят в поток возмущений, хорошо следуют по его течению, а также отражают излучение лазера во все стороны.

Световой завесой освещается сечение потока.

Цифровая камера (для 2-мерных PIV измерений используется одна камера) устанавливается таким образом, чтобы оптическая ось объектива камеры была перпендикулярна плоскости световой завесы. При использовании импульсного лазера, кадры камеры синхронизируется с импульсами излучения с помощью специального блока синхронизации. Апертура камеры настраивается таким образом, чтобы на черном фоне были видны только частицы в потоке.

Камера регистрирует серию изображений.

Программное обеспечение "Dynamic Studio" определяет среднее смещение частиц в каждой области корреляции в поле зрения камеры для каждой пары кадров. В результате, отображается карта векторов скорости для каждой пары кадров, каждый вектор на карте является средним перемещением частиц в области корреляции.

Для использования PIV метода необходимы два окна оптического доступа в область измерений для лазера и камеры.

Лазеры

В PIV системах компании "Dantec Dynamics" могут использоваться непрерывные (при малой скорости потока) или импульсные лазеры с двумя резонаторами.

Используя непрерывные лазеры можно измерять скорости от нескольких см/с до нескольких м/с; мощность непрерывного лазера, включенного в состав системы может быть в диапазоне от 0.45 Вт до 5 Вт;
С помощью импульсных лазеров с двумя резонаторами, генерация импульсов которых синхронизирована с записью кадров камерой, можно измерять скорости до нескольких км/с; для выполнения видеосъемки нестационарного потока (PIV измерение с высоким разрешением во времени, Time-Resolved PIV) при быстром процессе применяется импульсный лазер с максимальной частотой генерации более 10 кГц при энергии импульса 3 мДж; для импульсных лазеров со стандартной частотой генерации, 15 Гц, энергия импульса может достигать 425 мДж, этого достаточно, чтобы работать в поле зрения более 500 мм х 500 мм.

Камеры

В зависимости от конкретного назначения PIV системы в ней могут использоваться различные камеры:

Максимальное разрешение – 29 мегапикселей (6576 х 4384);
Для высокоскоростных камер максимальная частота кадров – 25 500/с, это позволяет получить 12 750 карт векторов скоростей потока в секунду (на основе данных 12 750 пар изображений вычисляется 12 750 карт векторов при частоте генерации каждого резонатора лазера 12.75 кГц, т. е. всего 25 500 импульсов лазерного излучения в секунду и такое же число кадров камеры в секунду).

Программное обеспечение

PIV системы компании "Dantec Dynamics" поставляются с персональным компьютером, на который предустановлено программное обеспечение "Dynamic Studio" компании "Dantec Dynamics". Программное обеспечение позволяет:

Автоматически определять все подключенное оборудование к ПК (лазер, камеру, блок синхронизации), а также управлять им;
Записывать изображения частиц в потоке;
Делать цифровую обработку изображений – это улучшит качество карт векторов;
Обрабатывать изображения, получая двумерные векторные карты;
Выводить статистическую информацию о скоростях;
Выводить результаты измерений в количественном или наглядном виде.

Представитель компании "Dantec Dynamics" в России – ООО "ПРИМАТЕК", группа компаний "ОКТАВА+"

Сайт компании: www.octava.ru

Электронная почта: info@octava.ru; spanov@octava.ru

Для получения более подробной информации о 2D PIV системах компании "Dantec Dynamics" свяжитесь со специалистами ООО "Компания ОКТАВА+":

Панов Сергей Николаевич, главный специалист, тел.:+7 (495) 799 90 92 доб. 128

Технические характеристики

Диапазон скоростей: от нуля до 4 км/с;
Размеры поля зрения: более 500 мм х 500 мм при плоском поле зрения; 70 мм х 70 мм х 20 мм при объемном поле зрения;
Количество получаемых векторных карт в секунду: до 12 750;
Точность измерения скорости: около 2%.

Файлы для скачивания

Решения с применением PIV систем
2D PIV системы
3D Stereoscopic PIV системы
Диагностика полей потоков