PIV现场实验服务

北廷测量技术（北京）有限公司成立于2009年，是德国ILA公司在中国的唯一代理商，主要从事实验流体力学测量新技术的引入、开发、销售。

与此同时为了满足用户多样化的要求，可以让用户在最短的时间内拿到满意的实验数据，我们可以提供PIV现场实验服务，服务内容包括：现场实验测量方案、现场操作和数据采集、数据结果分析和改进意见。

l现场实验测量方案：了解用户的实验需求、现场环境和测量模型后，选择合适的技术路线、提供示踪粒子和播撒方案、提供现场布置方案。我们公司的有多年的实验经验，可以针对各种特殊的测量要求，比如多相流的测量，复杂模型内流场测量、超音速流场测量等提供技术解决路线和测量服务；

l现场操作和数据采集：通常情况下，激光类测量仪器由于其专业性强，现场的操作和数据采集由我公司的工程师现场负责。同时控制示踪粒子浓度、相机曝光时间、时间间隔、激光强度等实验参数；

   l数据结果分析和改进意见：我们采集到现场实验数据以后，需要一定的时间进行分析，得到速度场结果。我们根据得到的数据结果，提供进一步的模型、实验方案修改意见，有利于下一次实验得到更好的结果。

PIV系统主要有一下几部分组成：

1、照明部分：照亮流场中需要测量的区域，包括双腔双脉冲激光器或者连续激光器、片光源、导光臂；

2、图像采集部分：拍摄流场中的示踪粒子图像，包括跨帧PIV相机或者高频相机、配套的相机镜头、数据采集卡等；

3、同步器：确保相机的A/B帧对应于激光器的A/B腔，提供锁相测量功能等；

4、后处理软件：将得到的图像通关相关计算得到速度场；

5、辅助部分：包括粒子发生器、示踪粒子、坐标架、滤镜等。

我公司已完成多次现场实验服务，在风洞实验、水洞实验、燃烧实验、超音速实验等各种类型的实验积累了大量经验，并备有以下设备用以满足用户不同的实验要求。

1、脉冲激光器：波长532nm，单脉冲能量200mJ，脉冲频率：0-15Hz，脉宽6ns。

2、跨帧相机：德国PCO edge 5.5M相机分辨率2560X2160，16位，60%以上量子效率，1e-本底噪声，动态范围30000:1，100帧/秒，跨帧时间100ns。

德国PCO Pixfly相机分辨率1390X1040，14位，PIV跨帧模式下工作频率7.3Hz。德国PCO Dimax CS1高速相机分辨率1296X1024,满分辨率最大帧率3000Hz，12位，量子效率大于50%。

德国PCO 1200HS高速相机分辨率1280X1024，满分辨率最大帧率637Hz，相机内存4GB，

3、同步器：1ns时间分辨率，6个外触发输出通道，其中4个控制激光器，1个控制相机，3个外触发输入通道。

4、连续激光器：波长532nm，能量0-2W可调，功率稳定性小于1%。

5、Solid  Seeder 4固体粒子发生器一套、Seeder 4液体粒子发生器一套。

    6、各种焦距镜头及配套滤镜若干。

       7、PIVview后处理软件多次在PIV Challenge上排名第一档，

软件支持TIFF，BMP， JPEG， B16 (16bit PCO)， PNG，PBM 数据格式；互相关算法和迭代算法；图像校正方式：线性及非线性；可单点显示PIV算法的相关系数分布；支持数据批量后处理；

下面介绍几种典型实验的着重点和结果

1.叶轮实验：

在做叶轮实验时需要保证相机每次拍到的都是同一片叶轮，这就需要锁相。在叶轮轴上加装轴编码器或者霍尔传感器用来输出叶轮的相位信号，并触发同步器，让同步器在同一相位输出信号触发采集。需要注意的是轴编码器或者霍尔传感器离电机太近，电机会对信号产生干扰，需要对信号线添加屏蔽。

                实验模型                                            实验结果

2.燃烧实验：

燃烧实验因为温度高，并且有可能会喷射高温颗粒对相机有所损伤，所以需要使用相机保护罩保护相机。火焰温度高，火焰本身明亮会导致火焰遮掩粒子反光，而且跨帧相机第二帧曝光时间不可调，需要使用532nm窄带滤镜与液晶快门配合，尽量消除火焰带来的背景噪声。

                    实验模型                                                  粒子图像

                       实验结果                                       相机保护罩

3.喷嘴实验：

喷嘴实验是比较常规的实验，只要注意将喷嘴涂黑消除靠近喷嘴附件的反光，调整合适的时间间隔，选择合适的粒径，基本都可以完成实验。

                        实验模型                                           粒子图像

                                                   实验结果

4.气液两相流实验：

气液两相流实验中最主要的是要消除气泡带来的反光，需要用荧光粒子和550nm高通滤镜配合用以消除气泡反光。气泡反光是532nm的绿光，荧光粒子反光是550nm以上的光。

                      实验模型                                                      粒子图像

                                                       实验结果

     以上只是几种比较典型的实验案例，我们已经为超过30家学校及科研单位提供做实验服务，甚至部分单位不止提供过一次服务。我们可以根据用户的需求提出相应的改进意见，以便更好的完成实验。