PIV粒子图像测速法是什么？

PIV全名Particle Image Velocimetry,又称粒子图像测速法，是七十年代末发展起来的一种瞬态、多点、无接触式的流体力学测速方法。今天，我详细的讲解一下这种技术，供大家深入了解。

近几十年来得到了不断完善与发展，PIV技术的特点是超出了单点测速技术（如LDV）的局限性，能在同一瞬态记录下大量空间点上的速度分布信息，并可提供丰富的流场空间结构以及流动特性。除向流场散布示踪粒子外，所有测量装置并不介入流场。另外具有较高的测量精度。

由于上述优点，已成为当今流体力学测量研究中的热门课题，因而日益得到重视。目前测速方法有多种分类，无论何种形式的PIV，其速度测量都依赖于散布在流场中的示踪粒子。

PIV法测速都是通过测量示踪粒子在已知很短时间间隔内的位移来间接地测量流场的瞬态速度分布。若示踪粒子有足够高的流动跟随性，示踪粒子的运动就能够真实地反映流场的运动状态。因此示踪粒子在PIV测速法中非常重要。

高质量的示踪粒子要求为：

（1）比重要尽可能与实验流体相一致；

（2）足够小的尺度；

（3）形状要尽可能圆且大小分布尽可能均匀；

（4）有足够高的光散射效率。通常在水动力学测量中大都采用固体示踪粒子，如聚苯乙烯及尼龙颗粒、铝粉、荧光粒子等，国外已有公司专门研制出了在流体中接近上述要求的高质量固体粒子，但目前这种粒子价钱非常昂贵。

PIV测速仪器简介：

PIV是粒子图像测速仪的简称，是传统的流动显示技术的发展。

利用PIV技术能够同时获得流场中一个面上多点的速度，它结合了激光技术、跨帧CCD 技术以及数字图像处理技术等，使得对流动测量取得了革命性的进展。

其原理如下：由脉冲激光器发出的激光通过由球面镜和柱面镜形成的片光源镜头组，照亮流场中一个很薄的(1－2mm)面；在于激光面垂直方向的PIV专用跨帧CCD相机摄下流场层片中的流动粒子的图像，然后把图像数字化送入计算机，利用自相关或互相关原理处理，可以得到流场中的速度场分布。

基本组成：脉冲激光器，染料激光器(PLIF系统)，显微镜以及配套物镜片(MicroPIV系统)，光源镜头组，光臂，PIV专用跨帧CCD相机，3维标定系统，配套镜头，处理软件。

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