1

激光照明部分

實(shí)現(xiàn)流場(chǎng)的照明，照亮流場(chǎng)中的um級(jí)別的示蹤

粒子

雙腔雙脈沖激光器，導(dǎo)光臂、等光強(qiáng)片光源

2

圖像拍攝部分

拍攝流場(chǎng)中被脈沖激光

器照亮的示蹤粒子圖像

這部分采用用戶自己的高速相機(jī)，帶有

PIV雙曝光功能

3

時(shí)序控制部分

控制雙脈沖激光器和雙曝光相機(jī)按照PIV要求

的時(shí)序準(zhǔn)確工作

獨(dú)立多通道同步器及其控制電纜

4

PIV后處理部分

將采集得到的PIV圖像進(jìn)行分析，得到流場(chǎng)結(jié)

果

后處理軟件及配套計(jì)算機(jī)

5

PIV實(shí)驗(yàn)輔助器件

根據(jù)不同的測(cè)量環(huán)境和測(cè)量要求，配套合適的輔助部件和耗材，實(shí)現(xiàn)

PIV的測(cè)量

示蹤粒子發(fā)生器及耗材、實(shí)驗(yàn)車等等

工作方式

激光無(wú)接觸測(cè)量

測(cè)量參數(shù)

U,V二維瞬時(shí)和平均速度場(chǎng)、速度梯度場(chǎng)、渦

量場(chǎng)、流線等

速度范圍

最大可測(cè)速度不小于40m/s

（備注：測(cè)速范圍有限的原因是該配置是單脈沖高頻激光器，采用雙脈沖觸發(fā)實(shí)現(xiàn)的雙腔激光工作，因此，雙脈沖的間隔時(shí)間是比較長(zhǎng)導(dǎo)致）

測(cè)量區(qū)域：

最大測(cè)量區(qū)域不小于 500mm*500mm

整體工作頻率：

1K-10KHz

速度測(cè)量不確定度

U,V方向優(yōu)于1%

PIV系統(tǒng)中激光器作為照明光源，采用中國(guó)鐳寶光電公司的脈沖頻率0.2K-10KHz，能量 20mJ@1KHz的高頻脈沖激光器。

主要參數(shù)如下：

激光器型號(hào)

Tolar-527-20

名稱

二極管泵浦高頻脈沖激光器

脈沖能量

20mJ@1KHz

激光器脈沖頻率

0.2K-10KHz可調(diào)

激光器波長(zhǎng)

527nm

脈寬

小于200ns

光束直徑

4 mm

發(fā)散角

6 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% , 最大電流10A，

尺寸

激光頭：730mm*215mm*174mm

電源和冷卻箱：505mm*483mm*172mm

重量

激光頭：7.5kg

電源和冷卻箱：16.0kg

實(shí)物圖片

備注

配激光的護(hù)目鏡2套

需要3升去離子水作為內(nèi)循環(huán)冷卻水激光器（含電源）由產(chǎn)廠商保修2年

導(dǎo)光臂是一個(gè)多關(guān)節(jié)的光束傳導(dǎo)臂，它方便用戶將激光引導(dǎo)到需要測(cè)量的區(qū)域；等光強(qiáng)片光源鏡頭組是將將點(diǎn)激光形成PIV測(cè)量所需要的等光強(qiáng)的片激光。

主要參數(shù)如下：

導(dǎo)光臂型號(hào)

Light arm

關(guān)節(jié)數(shù)

7關(guān)節(jié)

全長(zhǎng)

展開全長(zhǎng)1.6m

鏡片

532nm鍍膜

傳輸效率

90%以上

平衡重

帶

顏色

銀白色

等光強(qiáng)片光源型號(hào)

610030-CW

片光能量分布

等光強(qiáng)

展開角度

30,45和60度可調(diào)

光腰厚度

1mm

光腰位置

0.5m,1m和1.5m可調(diào)

最大可承受功率

500mJ/Pulse

備注

導(dǎo)光臂帶有航空包裝箱，片光源鏡頭組放置在航空箱內(nèi)

圖片

同步器是PIV系統(tǒng)的時(shí)序控制機(jī)構(gòu)。相機(jī)和激光器的PIV時(shí)序控制，由同步器完成

型號(hào)

Syn-2(帶有獨(dú)立軟件控制)

名稱

時(shí)序同步器

通道數(shù)

16個(gè)輸出，8個(gè)輸入，所有通道都為獨(dú)立通道

頻率范圍

7.1*10-7到7.4MHz

分辨率

20ps

Jitter

小于1ps

輸出信號(hào)

TTL 電平；

輸入通道之間邏輯

可在軟件實(shí)現(xiàn)輸入通道之間的邏輯關(guān)系

鎖相功能

帶有鎖相功能

可在接受到的觸發(fā)信號(hào)和 PIV 觸發(fā)頻率設(shè)置倍數(shù)

（在觸發(fā)信號(hào)頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 PIV 采樣頻率時(shí)有 用，比如設(shè)置 1000 時(shí)，指接受到 1000 個(gè)觸發(fā)信號(hào)，PIV 系統(tǒng)采樣一次）

計(jì)算機(jī)接口

Ethernet 網(wǎng)或者 USB

型號(hào)

PIVView

功能

PIV圖像分析后處理軟件：支持圖像格式：

b16,bmp,PNG,IMG,TIFF,PBM,IMA,JPEG,PGM,IMB,CAL,PPM

自動(dòng)識(shí)別高速相機(jī)拍攝的數(shù)字結(jié)尾文件，自動(dòng)生成PIV處理需要的連續(xù)兩幅圖像

圖像預(yù)處理功能，各種高通、低通、平均濾鏡功能，用于

Shadow的圖像反轉(zhuǎn)功能

背景處理功能：直接消除圖像背景、設(shè)定閥值背景處理功能、同時(shí)設(shè)定閥值和背景消除功能

選擇處理區(qū)域：可矩形、圓形和任意形狀選擇處理區(qū)域

網(wǎng)格劃分：可自行設(shè)置網(wǎng)格大小，設(shè)置正方形、矩形網(wǎng)格，可以根據(jù)CFD計(jì)算結(jié)果設(shè)置網(wǎng)格大小以進(jìn)行對(duì)比

算法：標(biāo)準(zhǔn)FFT相關(guān)算法、直接相關(guān)算法、Minimun Squared difference、Phase-only difference、Error correction function,可進(jìn)行多重迭代以消除噪聲

多重網(wǎng)格迭代、像素內(nèi)圖像分布處理

亞像素尋峰：三點(diǎn)高斯尋峰、least squares高斯、三點(diǎn) Parabolic尋峰、center of mass、非線性高斯尋峰

PTV算法得到單粒子的速度結(jié)果

三維PIV標(biāo)定優(yōu)化算法，消除標(biāo)定靶盤和激光面不重合導(dǎo)致的誤差

PIV數(shù)據(jù)探針，實(shí)時(shí)得到每點(diǎn)的相關(guān)系數(shù)分布、信噪比

PIV結(jié)果統(tǒng)計(jì)，計(jì)算整場(chǎng)平均速度、位移、渦量、剪應(yīng)力、法向應(yīng)力

PIV結(jié)果后處理功能：平滑、濾波、插值填補(bǔ)空缺矢量功能

備注

本軟件是德國(guó)DLR(宇航局)和德國(guó)ILA公司共同開發(fā)

型號(hào)

Big Seeder

性能

液體示蹤粒子發(fā)生器，用于流場(chǎng)顯示，PIV/LDV實(shí)驗(yàn)

•       多個(gè)Laskin噴嘴產(chǎn)生粒子，濃度可調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)噴嘴數(shù)和閥門調(diào)節(jié)產(chǎn)生濃度

•       產(chǎn)生的粒子典型直徑為1um，粒徑范圍0.8um-1.2um之間

•       單分散性好，最新的設(shè)計(jì)以確保單分散性

•       最小氣流流量：0.6m3/h

•       背壓范圍：0-1bar

•       供氣壓力最高6Bar，用戶手動(dòng)調(diào)節(jié)

功能

用于在流場(chǎng)中播撒足夠濃度和均勻分布的示蹤粒子

功能

PIV系統(tǒng)的布置和移動(dòng)

性能

PIV可移動(dòng)試驗(yàn)平臺(tái)車，將激光器、導(dǎo)光臂、片光源、

同步器和計(jì)算機(jī)固定在平臺(tái)上，方便試驗(yàn)布置和移動(dòng)

圖片