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1、.PIV 操作规程一、特别留意事项1 激光格外危急，特别留意眼睛和相机安全，操作确定依据规定方法执行。2 使用激光器前，认真检查各系统是否连接正确。3 相机不能长时间连接电源，做完试验后确定将电源线拔掉。4 用相机标定时，需要拆下滤光镜，此时不允许翻开激光器；试验时， 翻开激光器前，必需安装上相机镜头盖。5 做试验前确定要盖上滤光片6 激光器必需每周至少使用一次，否则性能将下降。7 试验时，不允许非试验人员在试验室停留。二、开机前:开机前检查设备连线是否正确，并翻开全部仪器的电源相机、激光器和计算机。需要留意：激光器电源开启后需要预热一段时间才能投入使用， 激光器主机背后左下方有个液晶面板，等
2、上面的温度读数到达 100 后再开激光。激光器主机正面面板上有四个拨动开关，把四个开关全部拨到INT 为内触发，把四个开关全部拨到 EXT 为外触发。下文中提到的切换内外触发时，请进展相应操作。激光器开启的挨次为：先开启主机背后的左下方的电源POWER，再开启遥控器上的开关SYSTEM ON。然后开启水泵对应的开关PUMP ON。待预热阶段完毕后，开启激光LASER ON再开启挡光板的开.关SHUTTER OPEN的开关便会放射激光。(内触发时会在 SHUTTER 开启后马上出光，外触发时需要在软件中选择采集后激光才会出光) 留意：开启激光前将把握激光能量大小的旋钮调至较小位置，并留意保护相机
3、。三、标定操作流程与采集试验数据流程1开启计算机2启动DynamicStudio 操作软件。1. 标定操作流程a) 把相机盖盖上确定要盖上，翻开激光器，用片光找到要测量的平面；b) 在片光平面中放入标定靶，并移动标定靶的位置，使片光进入标定靶整个面的小孔，然后保持标定靶的位置不变，并关闭激光，翻开相机盖；c) 运行 DynamicStudio 软件，建一个Database 并按键切换到采集模式如以以下图。在 System Control 选项里点击“Free Run”来进展调焦，使相机尽可能清楚的拍到标定靶，并且调焦调到是拍到标定靶的点尽可能清楚，一般用鼠标放大最中心的点观看是否为最清楚。此时
4、相机不用滤光镜；.d) 选择单帧拍摄模式single frame mode采集图片数Number of images输入 1见以以下图点击Acquire 采集图片此时激光器调至内触发，用自然光拍摄切换到 Acquired Data 栏点击Save for Calibration，把数据存为标定数据； 然后再分别向前和向后、左右翻转、扭转移动坐标靶对称的采集几个位置。一般采集为七张图片。采集并存储完成后，按 键切换到分析模式，先观看采集的七张图片亮度是否适宜， 假设不适宜可以依据下面的步骤调整：calibrationsimage processingimage Arihmetic在其次快中乘以或
5、者除以倍数来调整亮度也可以利用第三块中的功能OK.e) 照片的照片亮度调整适宜候，接着进展验证：calibrations.image Model FitDot,200200mmpinhole camera model. 假设验证通过后这完毕，假设通不过则看知哪一张不通过，然后进展调整。2. 采集试验数据操作流程e) 标定完成后，相机、片光的位置不要变。把相机加上滤光片， 激光器切换到外触发模式并按下Laser on 和Shutter open做好发光预备；f) 在要测量的流体中添加示踪粒子。先在一容器中倒少量失踪粒子，加水充分搅拌使其溶解，之后将其倒入要测量的流体中。g) 开启试验装置，使待测
6、流体到达待测速度。h) 分别在frame1 和frame2 下调整LASER1 和LAER2，使屏幕中看到的粒子亮度和浓度适宜为止。i) DynamicStudio 软件切换到采集模式选择双帧拍摄模式输入适宜的 Time Between Pulses输入采集频率输入采集图片数点击Acquire 采集图片切换到Acquired Data 栏点击Save in Database；后面会解释参数如何设置j) 采集并存储完成后，切换到分析模式，进展分析。分析方法在后面介绍。采集时需要设定的主要参数如下：.相机双帧模式与单帧模式Time between pulses 为跨帧时间T，依据拍摄图像粒子移动距
7、离而定，一般保证粒子在最小单元格32*32中移动边长的1/4 到1/2 的时间为准。留意：获得的图像中，每个单元格中的粒子数最好为 5-8 个，每个粒子所占的像素最好是 2 个左右。Trigger rate 为拍摄频率。Number of images 为拍摄照片对的数量。Free Run 用于单帧模式中，激光器不发光，相机进展对焦时使用， 其连续不停。Preview 用于试拍摄，激光发光，其连续不停。可以观测激光能量和所加粒子浓度是否适宜。Acquire 用于正式采集。留意标定时，用没有滤光镜的相机拍照前，确定将激光器关掉。在做试验前，确定先安装上滤光镜。 使用Acquire 正式采集后保存
8、数据，假设是标定，选择Save for Calibration。假设是PIV 图像，选择Save for Database。选择Clear Buffers 进展去除图片所占的内存，一般无需使用。.留意：在采集并储存完数据后，就可以切换到分析模式进展数据分析了。3 对采集的试验数据的处理可先截取所需图片： Analysis image processing ROI Extract,进展截取图片还可以对图片进展降噪处理：Analysisimage processinglmage min/maxsubtract ,空格键选定这次处理的图与上一次图片进展降噪。在所采集的图片上双击显示对应图片，右击选择
9、 Show Contents List对后面全部右击，只要消灭都适用就可以看到对应图片对的列表；或选择 Analysis 进展分析工作留意此时是进展图片的分析，与后面矢量图的分析有区分。在显示的图片上双击会消灭以以下图，然后拖动蓝色的方块进展调整， 就可以看到不太明显的粒子。.调整图片灰度界面4 对试验图片分析得到矢量图在原始图片上右击选择 Analysis PIV Signal Adaptive CorrelationOK 就得到了矢量图5 用Masking 截取所需矢量图区域图片不需要分析的区域，简洁划分工具界面点击Define Mask 进入分析区域划分界面，定义一个Mask.有多种工具
10、可供选择，显示红色的地方，在后面的运算中，将不会被分析计算。Image Masking 可对原始图片进展分析计算同时无视 Mask 中选择的区域。一般不建议对原始图片进展MASK，建议对原图进展 PIV 分析后再对所得矢量图进展MASK。留意：要进展 image masking，必需先做 Define Mask，然后选定所做的Mask 才可以。6 合成三维矢量图依次选中两个相机的标定文件和两个相机分别对应的矢量图，在其中一张矢量图上点击右键AnalyzeStereo PIVStereo PIV processing翻开界面后默认即可OK。.7 对合成的矢量图求流线和涡量 Vector&Deri
11、vativesVector&DerivativesScalar Derivativesok 8 对合成的矢量图求平均流场Analysis statistics vector statistics All vectors(incl substitute)valid.9 对合成的矢量图求一条线上的速度图Analysisplots profile plot 然后取一条需要的线OK四 以下是对软件上数据分析功能的具体介绍以下功能介绍在对试验数据分析时有需要时可以查阅1 Image Processing图片像素分析界面Image Arithmetic 表示对像素的加减乘除运算。Define Image
12、Balance 定义片光的修正，进展片光平滑。Image Balancing 进展片光修正。留意：运用 Image balancing 方法首先要定义 image balance 图片。运用此方法时， 所用图片需尽可能的多大于 50 张，且所用图片无背景图为佳。ROI Extract 用于截取一局局部析用的图片区域。Image mean 用于图片的某一像素平均计算，主要用于 LIF 应用。Image RMS 图片像素的均方根计算，用于 LIF 应用，可考察激光稳定性。Image min/max 图片像素最小与最大计算。Image stitch 进展图片拼接。当测量区域比较大时，可以划分为假设干
13、小区域采集， 然后拼接起来。Image histogram 可以得到图片的像素分布状况。Image Resampling 对图片进展重采样。用于 PIV 和 LIF 同时测量的配置中，对.图片重采样得到具体的标量图信息。Image processing library 图像处理库。常用的图像处理方法可以在库中找到应用。2 Image Conversion图片对应挨次转换界面Make Single Frame 用于保存某一单帧。Make Double Frame 用于用单帧转化为双帧。Make Reverse Frame 由于反转图片挨次。Image Resolution 用于转变图片的位深。5
14、.3.3 PIV SignalPIV 数据计算操作界面Cross-correlation相互关算法。AdaptiveCorrelationAdaptive Correlation 自适应相互关法，它是在相互关算法Cross Correlation 的根底上加了一些验证和过滤。点击将消灭下面的界面。其中Final interrogation area size 是迭代运算的最小网格，一般建议 32X32 或 64X64 为宜。Overlap 表示在更大的网格范围内查找相关粒子进展计算，一般选择 25%或者 50%。其余选择框中，保持 2 为宜。在options 中，high accuracy subpixel refinement 运用的插值方法来改善 Peak locking，选择后会减慢分析计算速度，一般建议在粒子直径小于一个像素时使用；Use deforming windows 适用于大流淌梯度时，运用变形网格可提高去处精度。其余选项可以保持默认状态。.自适应相互关法选项图过滤方法一般不用.验证选项对 Peak validation 中一般使用 Minimun peak height relative to peak 选项，建议设为 1.08。Local Neighborhood Validat
