高速微粒子图像测速系统

一、仪器简介

高速微粒子图像测速系统（TSI，Micro-PIV）利用瞬态、多点、无干扰、无接触式的流体力学测速方法，是材料技术、激光技术、光学成像技术、数字图像处理技术及计算机技术交叉融合的产物。通过在流体中加入跟踪性与反光性良好的示踪粒子，用激光片光照射到所测流场的切面区域，实验成像记录系统连续摄取两次或多次曝光的粒子图像，再利用图像互关方法分析所拍摄的粒子图像，获得每一小区域中粒子图像的平均位移，由此可以确定流场切面上整个区域的二维流体速度分布。可观测并分析微流控装置中复杂管道内的流动，分析不同微通道结构及管径流场特征，也可以清晰直观的观察气固两相流及气液两相流中各种相态的运动轨迹和不同相态的混合运动状态，还可用于各种复杂流场的观测。

二、仪器配

1) 倒置光学显微镜

2) 高频激光器及同步器

3) 高速相机及CCD相机

4) 图象采集及数据分析系统

三、主要技术参数

1、 高频激光器：输出能量15mJ/Pulse@1000Hz，脉冲频率8-10000Hz连续可调

2、 同步器：时间分辨率0.25ns，延迟：0-1000s

3、 高速相机：分辨率及频率1280x800 pixels @ 2950 fps，内存18GB，最大工作频率287,000fps

4、 CCD相机：分辨率及频率2352x1768 @ 16 fps，最大工作频率126fps，QE值46%480nm

5、 图象采集及数据分析系统：高速PIV分析模块，时间解析模块，对指定模型进行速度区域设定，处理非连续帧的图像的相关性；二维PIV图像采集、分析和显示专用数据处理模块，提供直接互相关、PPT互相关、诊断区修正算法来提高互相关计算过程中的信噪比；内置TECPLOT流场显示分析软件，可用云图、等值线或统计直方图的方式显示速度场、涡量、紊流度、雷诺应力、湍动能等流体特性