PIV: PARÇACIK GÖRÜNTÜ VELOSİMETRİSİ

PIV (Particle Image Velocimetry), lazer ışık tabakası tarafından tanımlanan düzlem içindeki hız dağılımını ölçmek için kullanılan bir görüntüleme tekniğidir. Çeşitli akışkan dinamiği araştırmalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. PIV, hız vektörlerini esas olarak iki boyutlu olarak görüntüleyebilen bir görselleştirme yöntemi uygulayan bir ölçüm tekniğidir.

Özellikler

Levha şeklindeki lazer ışığı, belirli bir alanda kalan parçacıklara çok kısa sürede iki kez sürekli olarak ışınlanır ve yüksek hassasiyetli bir kamera ile levhanın içindeki menzil, lazerle aynı zamanlamada fotoğraflanır. Bu sayede sürekli olarak iki parçacık grubu görüntüsü elde edeceğiz.

Bu görüntünün aynı alanındaki (sorgulama penceresi) parçacıkları PIV’e özel algoritma (çapraz korelasyon) ile analiz ederek, hız vektörünü temsil eden iki boyutlu verileri elde etmek mümkündür.

PIV ayrıca stereo çekimin yanı sıra iki boyutlu verileri (2D3C) kullanarak 2 boyutlu 3 bileşenli (2D3C) verileri de elde edebilir.

PIV Sistem Özellikleri

Saika dijital görüntüsü ile geliştirilen Koncerto II’ye özel PIV kontrol ve analiz yazılımı ile aynı yazılım üzerinde ölçümden analize kadar tüm işlemleri gerçekleştirebiliyoruz.

PIV analiz algoritması, Alman Havacılık ve Uzay Dairesi’nde (DLR) geliştirilen son teknoloji ürünü deformasyon korelasyonunu kullanarak yüksek hassasiyetli PIV analizine olanak tanır.

Ölçüm nesnesine göre çeşitli lazerler ve kameralar (yüksek çözünürlüklü kamera, yüksek hızlı kamera) seçilebilir ve Koncerto II ile kontrol mümkündür.

Büyük ölçekli PIV, zaman serisi PIV, mikro PIV, milimetre ölçeğinde PIV gibi çeşitli uygulamaların PIV ölçümü mümkündür.

PIV Prensibi

PIV, Uçuş Süresi (TOF) ölçüm tekniklerinden biridir. PIV’in temel prensibi, ölçülecek akışı görselleştirmek için küçük parçacıklarla tohumlanan akış alanını aydınlatmak için bir lazer ışık tabakasının kullanılmasıdır. Çift darbeli YAG lazeri ve çift deklanşörlü kamera, çok kısa süreli, genellikle 100 us’den daha az bir aralıkla iki parçacık görüntüsünü kaydetmek için senkronize edilir. Burada, görüntü kaydından analizine ve algoritmasına kadar olan analizi tanıtacağız.

Çerçeveyi iki yana kaydırma (Sürekli çekim)

PIV, genellikle 100 mikro saniyeden daha kısa sürede çok kısa sürede ayrılan iki parçacık görüntüsü gerektirir. Çerçeve çaprazlama tekniği, 100 nanosaniyeye kadar zaman ayrımıyla iki görüntünün kaydedilmesine olanak sağlar. Çift darbeli lazer ve çift deklanşörlü kamera, zamanlama kontrolörü tarafından senkronize edilir. Çift darbeli lazer, bağımsız olarak çalıştırılabilen iki lazer kafasına sahip olduğundan, gerçek sınırlama, çift deklanşörlü kameranın iki karesi arasındaki ölü zamanın uzunluğudur.

Yer değiştirme ve hız değerlendirmesi

Görüntüler başarıyla kaydedildikten sonra bir sonraki adım PIV analizidir. Görüntüler genellikle 32 x 32 piksel çözünürlükte küçük arama birimlerine bölünür. Bu küçük arama sonuçlarını sorgulamaya pencereleri denir. Bir sorgulama penceresi için açılımını elde etmek amacıyla iki görüntü için bu sorgulama pencerelerine çapraz yayılma uygulandı. Her iki görüntüdeki sorgulama pencerelerinin durumu farklıdır (Standart FFT çapraz genişliğinde, gelişmiş kusurlarda sorgulama pencereleri kaydırılır). Daha sonra her sorgulamadaki baskın yer değiştirmeyi elde etmek için tepe tespiti ve yer değiştirme değerlendirmeleri uygulanır. Akıştaki pikselin boyutu ve iki görüntü arasındaki zaman aralığı bilindiğinden hız hesaplanabilir. Akıştaki bir pikselin boyutu basit hız ayarı ile belirlenir.

Spesifikasyonlar

Seika dijital görüntü ile geliştirilen Koncerto II özel PIV kontrol ve analiz yazılımı ile ölçümden analize aynı yazılım üzerinde tamamlayabiliriz.
PIV analiz algoritması, Alman Havacılık ve Uzay Dairesi’nde (DLR) geliştirilen son teknoloji deformasyon korelasyonunu kullanır ve yüksek hassasiyetli PIV analizi sağlar.
Ölçüm nesnesine göre çeşitli lazerler ve kameralar (yüksek çözünürlüklü kamera, yüksek hızlı kamera) seçilebilir ve Koncerto II ile kontrol mümkündür.
Büyük ölçekli PIV, zaman serisi PIV, mikro PIV, milimetre ölçekli PIV gibi çeşitli uygulamaların PIV ölçümü mümkündür.

YAZILIM (KONCERTO) ÖZELLİKLERİ

Koncerto serisi, üst düzey sistem kontrol performansı ile gelişmiş analiz yeteneğini birleştiren entegre bir PIV yazılımıdır. Çok çeşitli ölçüm kameralarını, lazerleri ve çevresel ekipmanları destekler ve PIV ve PLIF gibi lazer ölçümü ve görüntüleme ölçümü için bir platform olarak tasarlanmıştır.

Çok çeşitli ölçüm kameralarını, lazerleri ve çevre birimlerini destekliyoruz ve PIV ve PLIF gibi lazer ölçümü ve görüntüleme ölçümü için bir platform olarak tasarlandı.

Algoritmalar, Alman Havacılık ve Uzay Dairesi’nde (DLR) geliştirilen son teknoloji deformasyon korelasyonlarının yanı sıra periyodikliği doğru bir şekilde analiz edebilen ve aynı zamanda zamansal enterpolasyon işlevlerine sahip zaman serisi PIV’lerini içerir. Etkiyi ortadan kaldıran PIV algoritması, SAT-PTV Mikro PIV ile Brownian hareketinin zaman ortalaması alınmadan ve zaman serisi analizine olanak sağlaması da mevcuttur.

- PIV analizi ve PLIF analizi dahil olmak üzere çeşitli görüntüleme ölçümlerini destekleyebilen bir yapıdır.
- Yüksek hassasiyetli kamera ve yüksek hızlı kamera dahil olmak üzere çeşitli kamera türlerini kontrol etmek mümkündür.
- Merkezi fark yöntemiyle tüm görüntü deformasyon matrisleri için çift korelasyon ve faz filtresi vb.’yi birleştiren karmaşık işleme gerçekleştirilir. Yüksek hızda işlem yapabilen yüksek performanslı bir algoritmadır.
- PIV zaman serisi için FD4 korelasyonu ile donatılmıştır.
- Mikro PIV için SAT-PTV algoritmasıyla donatılmıştır.
- PIV görüntüsü için faz filtresiyle donatılmıştır.
- Koncerto II’de LAN ile bağlanan birden fazla PC’nin dağıtılmış işleme fonksiyonları seçenek olarak hazırlanmıştır.
- Otomatik analiz fonksiyonu (bölünmüş fonksiyon)
- Δt otomatik düzeltme işlevi (seçenek) Ultra yüksek hızlı akış ve yüksek hızlı dakika ölçeği akışı gibi çok küçük bir Δt gerektiren ölçümlerde yüksek doğruluğu garanti eden bir işlevdir.

Analiz algoritması

PIV analiz algoritması, Alman Havacılık ve Uzay Dairesi’nde (DLR) geliştirilen son teknoloji ürünü deformasyon korelasyonunu kullanarak yüksek hassasiyetli PIV analizine olanak tanır.
Ek olarak, son işlem olarak, Tokyo Teknoloji Enstitüsü’nün Miyauchi · Shop Bridge Laboratuvarı’nda geliştirilen zaman serisi PIV özel algoritmasına (FD 4), POD analizine, girdap gösterimine vb. karşılık gelir.