Thông số hiệu suất của từng thành phần chính
Laser xung I |
1 bộ YAG200-NWL_532/266 |
|
Laser trong hệ thống PIV là nguồn sáng chiếu sáng, sử dụng tần số xung 15Hz của công ty NewWave Hoa Kỳ, năng lượng 200 m³/xung laser Nd: YAG công suất cao. Các thông số chính của laser như sau: | ||
Mô hình laser |
YAG200-NWL_532/266 |
|
Tên |
Công ty NewWave của Mỹ sản xuất laser neodymium kép: yttri-nhôm garnet |
|
Công suất laser |
200 mJ/ Pulse@532nm ;30mJ/ Pulse@266nm |
|
Tần số xung laser |
15Hz |
|
Thời lượng xung |
3—5 ns |
|
Đường kính chùm tia |
6 mm |
|
Góc phân kỳ |
nhỏ hơn 4 mrad |
|
Cách làm việc |
Tự kích hoạt, kích hoạt bên ngoài, được điều khiển bởi bộ đồng bộ |
|
Yêu cầu nguồn điện đầu vào |
Đầu vào một pha 220V ± 10%, tối đa hiện tại 20A, 50/60 Hz |
|
Ghi chú |
Laser (bao gồm cả nguồn điện) được bảo hành bởi nhà sản xuất trong một năm |
II Bộ ống kính cánh tay và nguồn sáng |
1 bộ TSI 610021 610015 |
Vai trò của cánh tay ánh sáng là để điều chỉnh linh hoạt vị trí của nguồn ánh sáng mảnh và đáp ứng sự điều chỉnh linh hoạt của nguồn ánh sáng mảnh khi đo các phần khác nhau. Thấu kính nguồn sáng phiến được sử dụng trong hệ thống đường dẫn ánh sáng tạo thành hệ thống PIV. Nguyên tắc làm việc là chùm tia laser xung được tạo ra bởi laser xung lần đầu tiên đi qua một gương hình trụ lõm để tạo thành một tấm hình quạt ở một góc nhất định, độ dày của tấm khoảng bằng với đường kính của chùm tia laser, khoảng 4mm, độ dày này quá dày để đo PIV, do đó, cần thêm một tấm gương hình cầu để thu hẹp tấm ánh sáng đến độ dày 0,5~1mm. Để phù hợp với nhu cầu của các tình huống có kích thước và khoảng cách đo khác nhau, hai nhóm ống kính được sử dụng trong nhóm ống kính này, hai gương trụ lõm khác nhau và hai gương cầu khác nhau. Các thông số chính như sau: | |
Mô hình |
610015 610021 |
Tên |
Bộ ống kính nguồn sáng và cánh tay ánh sáng |
Công suất đầu vào tối đa |
500mJ/Pulse |
Thành phần |
Một bộ cánh tay ánh sáng đa khớp (mỗi khớp có thể xoay 360 độ, đầy đủ Mở rộng lên đến 1,8 mét chiều dài) Cơ sở ống kính Một bộ Gương hình cầu 2 chiếc: Tiêu cự 500mm, 1000mm Gương hình trụ 2 chiếc: Tiêu cự -25mm, -15mm Bộ chuyển đổi kết nối gương hình trụ để gương hình cầu một bộ |
III CCD chuyên dụng PIV |
Hai bộ TSI 630062&630062-ST |
CCD của hệ thống PIV của TSI được thiết kế đặc biệt để tạo điều kiện thuận lợi cho việc đo lường hệ thống PIV. Khác nhau về thời gian làm việc Cấu trúc camera thông thường Các thông số chính như sau: | |
Mô hình |
630062 630062-ST |
Tên |
Máy ảnh PowerView Plus 11MP Self-Related/Interrelated CCD Camera |
Độ phân giải |
4K X 2.6K |
Tần số Trinh |
4.8/giây |
Phương pháp giao diện ống kính |
Tiêu chuẩn Nikkon (F Mount) |
Cách kiểm soát |
Free Run/Triggered Exposure/Triggered Double Exposure |
Dữ liệu hình ảnh thang xám 12 bit |
|
Thời gian chuyển đổi tối thiểu |
200ns |
Xuất |
Đầu ra kỹ thuật số 12 bit, tín hiệu đầu ra tiêu chuẩn LVDS |
CCD chứa vỏ bảo vệ laser mảng CCD |
|
|
Ghi chú: Bao gồm bảng giao diện tốc độ cao chuyên dụng và tất cả các cáp 1. 630062 CCD phù hợp với bảng giao diện một mảnh 2. Hỗ trợ tiêu chuẩn truyền dữ liệu LVDS 3. Truyền dữ liệu kỹ thuật số đầy đủ |
Bộ đồng bộ IV |
1 bộ TSI LaserPulse 610035 |
|
Synchronizer là cơ chế kiểm soát thời gian cho hệ thống PIV của TSI. Hướng dẫn làm việc cho tất cả các thành phần khác của hệ thống được điều khiển bởi bộ đồng bộ, chịu trách nhiệm thiết lập các thành phần riêng lẻ theo chương trình. | ||
Mô hình |
610035 |
|
Tên |
Bộ đồng bộ |
|
Cách làm việc |
được điều khiển bởi máy tính; |
|
Cách kết nối với máy tính |
RS232; |
|
Tỷ lệ bảo vệ thời gian |
1ns |
|
Tín hiệu đầu ra |
Mức TTL; Một cặp tín hiệu FlashLamp và Q-switch; Đầu ra tín hiệu kích hoạt bên ngoài để kiểm soát các thiết bị bên ngoài khác; Đầu vào tín hiệu vòng khóa; |
|
Công suất đầu vào |
240VAC,2A |
|
Phụ kiện |
Một bộ cáp liên quan; Cài đặt và sử dụng một bộ hướng dẫn sử dụng; |
Không giống như thẻ đồng bộ hoặc thẻ thời gian thường được cắm vào máy tính, hệ thống PIV của TSI là bộ đồng bộ đứng duy nhất được sử dụng, độ phân giải thời gian được điều khiển bởi hệ thống này không liên quan đến hiệu suất máy tính, độ chính xác thời gian của tín hiệu điều khiển và bất kỳ thiết bị bên ngoài nào khác. Nó chịu trách nhiệm nhận tín hiệu kích hoạt bên ngoài chính xác để phối hợp thời gian làm việc của từng thành phần, điều này cực kỳ quan trọng trong quá trình lấy mẫu có điều kiện của hệ thống PIV thông thường, đối với một số ứng dụng đặc biệt, chẳng hạn như vấn đề đo lường của trường dòng chảy cơ học quay, loại đo lường này yêu cầu độ chính xác đồng bộ rất cao, hệ thống sử dụng thẻ thời gian đơn giản là không thể hoàn thành phép đo kích hoạt chính xác như vậy. Đặc biệt, nếu độ chính xác kích hoạt bị ảnh hưởng bởi hiệu suất máy tính và nhiệm vụ đang được xử lý, các yếu tố không thể kiểm soát của chính phép đo có thể dẫn đến sự thất bại hoàn toàn của phép đo tổng thể, điều này rất bất lợi cho chi phí của phép đo, đặc biệt là đối với các vấn đề dòng chảy tốc độ cao hoặc các vấn đề về độ nhiễu loạn cao. Thiết kế độc lập này làm cho việc kiểm soát thời gian của các bộ phận khác nhau của thí nghiệm PIV không liên quan đến hiệu suất và đẳng cấp máy tính do người dùng lựa chọn, đó là lý do cơ bản khiến hệ thống PIV của TSI không cố ý yêu cầu người dùng cấu hình hệ thống máy tính cao cấp. Bộ đồng bộ Model 610035 trong cấu hình này là thiết bị đồng bộ cao cấp trong hệ thống PIV của công ty TSI, độ chính xác phân giải thời gian đạt 1ns. Giáo sư Adrian, người sáng lập công nghệ PIV, cố vấn cao cấp về hệ thống đo lường chất lỏng của công ty TSI, đã từng sử dụng hệ thống này để thực hiện thành công công công việc đo lường và nghiên cứu về vấn đề nổ tốc độ cao tại Đại học Illinois, yêu cầu định vị thời gian của vấn đề đo lường này là rất nghiêm ngặt. Đồng thời, thiết bị đồng bộ này cũng có thể được sử dụng trong các thiết bị PIV tốc độ cao và huỳnh quang cảm ứng laser (LIF).
VI Hệ thống phân tích thu thập hình ảnh |
1 bộ TSI INSIGHT3G-SEC MODULE3G-2DPIV MODULE3G-STRPIV MODULE3G-PLIF |
Tên |
Hệ thống thu thập hình ảnh PIV/LIF và phân tích dữ liệu |
Chức năng |
Windwos XP gói 32-bit đầy đủ, hệ thống được điều khiển bằng lệnh máy tính thông qua RS232; |
Đối với chế độ CCD, thời gian thực hiển thị dữ liệu hình ảnh lấy mẫu, hiển thị trực tuyến vector hướng và trường vô hướng; | |
Thực hiện các phân tích liên quan và tự liên quan; Hỗ trợ xử lý song song các cấu trúc đa CPU | |
Công cụ thuật toán liên quan đến Hart được nhúng, hỗ trợ xử lý liên quan đến Hart, xử lý siêu chi tiết phân phối tốc độ trường dòng chảy, miền tra cứu tối thiểu có thể đạt được lên đến 4 × 4 pixel để có được vectơ tốc độ | |
Bạn có thể xử lý các hình ảnh thông thường; | |
Có thể xử lý hình ảnh thu được từ các loại nguồn ánh sáng khác nhau; | |
Hiển thị thời gian thực các đỉnh của miền tra vấn và khi chúng liên quan; | |
Tự động điều chỉnh kích thước miền tra vấn để có được đỉnh có liên quan tốt nhất; | |
Tính toán tốc độ của các điểm, đường, một số khu vực và tất cả các khu vực trong hình ảnh; | |
Sau khi xử lý có thể tính toán tốc độ trung bình, giá trị gốc bình phương, lượng xoáy, ứng suất cắt, ứng suất Reynolds, v.v. Các trường vectơ tốc độ được kiểm tra tính hiệu quả và các vectơ còn thiếu được lấp đầy. | |
Tích hợp (nhúng trong phần mềm Insight) phần mềm vẽ phân tích trường dòng chảy TECLPOT; | |
Phân tích hình ảnh theo thời gian chi tiết dựa trên hộp công cụ Matlab với công nghệ xử lý nền được cấp bằng sáng chế | |
Ghi chú |
Phần mềm này có chứa một dongle phần mềm Insight3G-PIVLIF; |
Máy đo tốc độ hình ảnh hạt
Mẫu số: PIV
Công nghệ đo vận tốc hình ảnh hạt (Particle Image Velocimetry) là một phần mở rộng định lượng của công nghệ hiển thị dòng chảy, là sự phát triển quan trọng của các dụng cụ đo lường thể lực học dòng chảy và phương pháp thử nghiệm vào cuối thế kỷ 20, do có thể nhận được thông tin tốc độ toàn trường tức thời, so với công nghệ đo tốc độ dòng chảy đơn lẻ trước đây, PIV có thể nhận được thông tin thực tế về cấu trúc dòng chảy tức thời, không thể so sánh với các phương tiện khác trong nghiên cứu cấu trúc dòng chảy.
Thành phần hệ thống và hiệu suất tổng thể
Một bộ hoàn chỉnh các hệ thống PIV bao gồm hệ thống nguồn sáng (laser xung hai khoang, cánh tay hướng dẫn ánh sáng và nhóm ống kính nguồn mảnh), hệ thống thu thập hình ảnh (máy ảnh CCD khung phân biệt cao, bảng thu thập dữ liệu hình ảnh tốc độ cao 64 bit chuyên dụng), hệ thống điều phối điều khiển (synchronizer), và hệ thống xử lý dữ liệu hình ảnh PIV chuyên dụng và hệ thống hiển thị trường dòng chảy (gói Insight và giao diện bên ngoài của nó).
Chế độ làm việc |
Hỗ trợ cách làm việc CCD (liên quan, tự liên quan) Cung cấp hỗ trợ giao diện làm việc phim (chế độ tự liên quan) |
Phạm vi tốc độ |
Tốc độ đo được tối đa Không nhỏ hơn 200m/s |
Khu vực khảo sát |
Không nhỏ hơn 600mm * 400mm |
Độ phân giải không gian |
Ít hơn 1mm * 1mm (được xác định bởi trường nhìn của ống kính) |
Kích thước đo tốc độ |
3 chiều |
Ghi chú: Máy đo tốc độ hình ảnh hạt tsi PIV, Máy đo tốc độ hình ảnh hạt TSI của Mỹ, Máy đo tốc độ hình ảnh hạt TSI của Mỹ, Máy đo tốc độ hình ảnh hạt TSI của Mỹ, Máy đo tốc độ hình ảnh hạt TSI của Mỹ, Máy đo tốc độ hình ảnh hạt TSI của Mỹ, tsi piv, Máy đo tốc độ hình ảnh hạt, Máy đo tốc độ hình ảnh hạt PIV