粒子阴影测速成套系统
LED系统以教育价格提供卓越的安全性
与基于激光的颗粒图像测速系统相关的成本和安全问题有效地消除了它们在本科生培训中的使用。ISSI已开发出一种经济高效的替代方法,即粒子阴影测速(PSV),如下图所示:
PSV使用消光(粒子阴影)而不是激光薄片中的光散射,从而在低得多的照明水平下实现了高质量的粒子成像。这些安全照明水平可以由脉冲LED系统产生,而成本仅为脉冲激光的一小部分。多色LED照明允许使用低速摄像头,从而进一步降低了系统成本。依次对不同颜色的LED进行高速脉冲,并在相机的三个色彩平面上的单个帧中捕获相继的粒子图像。狭窄的景深光学器件用于对流量内的二维平面成像,类似于使用激光片所实现的效果。可以在靠近表面的位置进行测量,因为该系统不会因表面反射而退化,而反射会严重限制基于激光的系统。
带有硬件的PSV实验设置
系统组成
ISSI CCD彩色相机
(产品编号:PSP-CCD-C)
PSP-CCD是用于压敏涂料 数据采集的2百万像素CCD相机 。该摄像机小巧轻便,可将一系列摄像机安装在狭窄的地方,以适应更大尺寸的型号和应用场合。通过千兆以太网与PSP-CCD进行通信。相机有两种选择,一种是彩色传感器,另一种是单色传感器。彩色相机用于二进制PSP 和 粒子阴影测速 应用,而单色相机则用于 单色PSP或 表面应力敏感胶片 应用。
脉冲/延迟发生器
(产品编号:PSG-3)
PSG-3是一个四通道脉冲/延迟发生器,用于控制实验参数的时序,可以用作实验主时钟或由外部事件外部触发(或门控)。脉冲宽度,延迟,重复率和其他时序参数由一个简单的用户界面控制。通过以太网或USB 2.0连接进行通信。API命令也可用于允许PSG-3通过以太网或USB 2.0集成到更大的数据采集系统中。对于PSV,PSG-3用于控制RGB LED和摄像机采集的脉冲宽度和延迟时间。
3色RGB LED光源
(产品ID:LM2X-DMHP-RGB)
LM2X-DMHP-RGB是一种LED光源,可从其LED头提供3种颜色(红色,绿色和蓝色)输出。该LED用于粒子阴影测速(PSV),以照亮流场中的小种子粒子,以测量速度和粒子密度。LM2X-DMHP-RGB具有3个BNC输入,以控制来自外部脉冲发生器的每种输出颜色的时序和脉冲宽度。通过向模块上的外部BNC施加TTL电压来控制脉冲LED的运行。上升时间小于200 ns,下降时间小于100 ns,占空比为5%。距光源的距离大于18英寸时,来自该单元的光分布约为高斯分布。
EF镜头控制器
(产品编号:LC-2)
EF镜头控制器旨在操作Canon®EF,EF-S和L系列IS自动对焦镜头以及Sigma®和Tamron®EF镜头。镜头控制器可以在非佳能®相机上操作这些镜头。LC-2为敏感光学系统(如粒子阴影测速仪)提供了镜头聚焦和光圈的精确控制。预设位置可以保存并精确调出,以移至实验中的特定焦平面。它的以太网连接使通信变得简单,并且允许它在远距离或通过网络连接进行操作。也可以通过API命令将LC-2控件写入Windows和Linux的现有软件中。
光学
在相机和镜头之间,使用延长环将镜头移离相机的CCD传感器。这将减少进入相机的光量,从而缩小景深。理想情况下,PSV的景深为0.5到1.0毫米。这样做是为了使一片粒子成像,使所有平面粒子模糊不清,从而使所获得的速度矢量仅处于二维。粒子图像测速(PIV)中使用了类似的技术,除了使用激光代替LED来照射粒子。延长环也将缩小摄像机的视野。
PSV光学
PSV用户
维珍娜技术公司水隧道中正在运行的PSV系统硬件:水隧道中的PSV
示例数据
横流气缸
速度向量