粒子圖像測(cè)速和粒徑測(cè)量系統(tǒng)是一款LED粒徑速度測(cè)試系統(tǒng),使用LED燈取代昂貴的激光粒子圖像測(cè)速PIV系統(tǒng)中的雙腔PIV激光器,為流場(chǎng)測(cè)速和陰影法粒徑測(cè)量提供更為經(jīng)濟(jì)的測(cè)量方案。
粒子圖像測(cè)速和粒徑測(cè)量系統(tǒng)采用LED背景光照明運(yùn)單粒子顆粒,LED光源的FWHM為23-70ns的脈沖LED背景照明可以對(duì)快速移動(dòng)的粒子和結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像。 LED脈沖發(fā)生器可發(fā)射成對(duì)的兩個(gè)光脈沖,通過1296×966像素的CCD相機(jī)記錄粒子圖像計(jì)算出粒子速度和粒徑大小。

這種LED粒徑速度測(cè)試系統(tǒng)能夠測(cè)量的區(qū)域的面積和體積可通過由遠(yuǎn)心鏡頭限定,只有在該區(qū)域內(nèi)的粒子才能有效聚焦并顯示清晰。根據(jù)光學(xué)鏡頭類型不同，這套LED粒徑速度測(cè)試系統(tǒng)這套粒子圖像測(cè)速和粒徑測(cè)量系統(tǒng)的分辨率高達(dá)為5.3微米或9.3微米,而且標(biāo)準(zhǔn)相機(jī)可以提供2倍高的分辨率成像。
這套粒子圖像測(cè)速和粒徑測(cè)量系統(tǒng)采用B型標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的成像區(qū)域?yàn)?.08 x 4.53mm，視野深度/景深為±2.74mm,測(cè)量體積相當(dāng)于75.5立方毫米的區(qū)域。測(cè)量體積外的顆粒首先首通過圖像處理軟件ImageJ，LabView而去除，然后進(jìn)行測(cè)試區(qū)域內(nèi)的顆粒大小和計(jì)數(shù)。
這套粒子圖像測(cè)速和粒徑測(cè)量系統(tǒng)鏡頭距離測(cè)試區(qū)域可大110mm的工作距離,適合測(cè)量熱流和侵蝕流等特殊流場(chǎng)。

圖1：粒子圖像測(cè)速和粒徑測(cè)量系統(tǒng)原理圖，操作簡(jiǎn)單，比如設(shè)定時(shí)間延遲(1-2us用于高速流場(chǎng)）,記錄1-3分鐘就可獲得2300對(duì)粒子圖像，馬上即可分析得到速度和粒徑數(shù)據(jù)
粒子圖像測(cè)速和粒徑測(cè)量系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)
高質(zhì)量的雙脈沖LED光帶來高質(zhì)量的成對(duì)的粒子圖像
可測(cè)量單個(gè)粒子在低速和高速下的速度
可測(cè)量各種顆粒和液滴的粒徑
高性能,可定制解決方案且低成低
雙脈沖LED光源可與其它設(shè)備同步,延遲僅為50ns
結(jié)構(gòu)緊湊，堅(jiān)固且靈活
粒子圖像測(cè)速和粒徑測(cè)量系統(tǒng)包括所有需要的部件,完整的文檔和測(cè)試報(bào)告,確保用戶使用放心。
粒子圖像測(cè)速和粒徑測(cè)量系統(tǒng)還能提供LED陰影成像法測(cè)量粒徑,可用于噴霧,液滴,固體顆粒粒徑分析,也適合不規(guī)則固體顆粒粒徑分析。

左圖:噴霧特寫
右圖為噴霧尾部霧滴特寫。通過圖像處理可以去除聚焦外的液滴

生物燃油噴霧測(cè)量：粒子速度和粒徑大小可以通過成對(duì)的粒子圖像計(jì)算獲得,液滴破碎這樣的細(xì)節(jié)可以研究。圖為丹麥DTU化學(xué)工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)結(jié)果。