粒子圖像測速儀PIV
粒子圖像測速技術（PIV） ( Particle Image Velocimetry）是流動顯示技術的定量化延伸，是二十世紀末流體力學測量儀器和實驗方法的重大發展，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，PIV可以獲得瞬時流動結構的真實信息，在流動結構的研究方面是其他手段無法相比的。
系統組成與整體性能
一套完整的PIV系統包括光源系統（雙腔脈沖激光器，導光臂和片光源透鏡組），圖像采集系統（高分辯率跨幀CCD相機，64位高速圖像數據采集板），控制協調系統（同步器），以及PIV圖像數據處理和流場顯示系統（Insight軟件包及其外部接口）。
系統組成與整體性能
一套完整的PIV系統包括光源系統（雙腔脈沖激光器，導光臂和片光源透鏡組），圖像采集系統（高分辯率跨幀CCD相機，64位高速圖像數據采集板），控制協調系統（同步器），以及PIV圖像數據處理和流場顯示系統（Insight軟件包及其外部接口）。
工作模式 | 支持 CCD 工作方式(互相關、自相關) 提供支持膠片工作接口(自相關模式) |
速度范圍 | zui大可測速度不小于200m/s |
測量區域 | 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 | 3維 |
各主要部件性能參數
I 脈沖激光器 | 1 套 YAG200-NWL_532/266 | |
PIV系統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。激光器主要參數如下： | ||
激光器型號 | YAG200-NWL_532/266 | |
名稱 | 美國NewWave公司產雙釹: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 | |
脈沖持續時間 | 3—5 ns | |
光束直徑 | 6 mm | |
發散角 | 小于4 mrad | |
工作方式 | 自觸發、外部觸發，受同步器控制 | |
輸入電源要求 | 單相輸入 220V±10% , zui大電流20A，50/60 Hz | |
備注 | 激光器（含電源）由生產廠商保修一年 | |
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節片光源的位置，滿足測量不同截面時片光源的靈活調整。 片光源透鏡用于形成PIV系統的照明光路系統。工作原理是，脈沖激光器產生的激光脈沖光束首先經過一個凹柱面鏡，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。
有別于通常采用插入計算機的同步卡或時序卡，TSI的PIV系統是采用立同步器 ，該系統控制的時間分辨率與計算機性能無關，控制信號的時間準確性和任何其它外部設備也無關。它負責精確的接收外部觸發信號以協調各部件的工作時序，這一點在常規PIV系統的條件采樣過程中極為重要，對于某些特殊應用，如旋轉機械流場的測量問題，這種測量需要的同步精度要求*，一般采用時序卡的系統根本無法完成如此精度的觸發測量。特別的，如果觸發精度受到計算機性能和正在處理的任務的影響時，測量本身的不可控因素可能導致整體測量的*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性能和檔次沒有關系，這也是TSI的PIV系統不會刻意要求用戶配置高檔次的計算機系統的根本原因。本次配置中的610035型同步器是TSI公司PIV系統中的同步裝置，時間分辨精度達到1ns。PIV技術的創始人、TSI公司流體測量系統的高級顧問——Adrian教授曾經使用這種系統在Illinois大學成功進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格的。同時這種同步裝置在高速PIV及激光誘導熒光（LIF）的設備也可以使用。
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