Particle Image Velocimetry (PIV)
Die Technik der
Particle Image Velocimetry (
PIV) ermöglicht die Messung von kompletten Geschwindigkeitsfeldern durch Aufnahme zweier in sehr kurzem Abstand voneinander aufgenommenen Bilder und berechnet daraus den Weg, den die Partikel innerhalb dieser Zeit zurückgelegt haben. Aus dem bekannten Zeitabstand und der gemessenen Verschiebung der Teilchen ist es möglich, Geschwindigkeiten zu ermitteln. Aufgrund der oftmals hohen Strömungsgeschwindigkeiten, ist es notwendig, für die Beleuchtung mit kurzen Laserpulsen zu arbeiten, um scharfe Partikelbilder zu erhalten. Die Laserpulse sind typischerweise 6-10 Nanosekunden lang und frieren somit jede Bewegung ein. Im Gegensatz zu anderen Lichtquellen kann nur Laserlicht ausreichend auf einen dünnen Lichtschnitt fokussiert werden, der es erlaubt, Partikel lediglich aus dieser Ebene aufzunehmen. Andernfalls würde das gestreute Licht von Teilchen aus andereren Ebenen eine solche Messung unmöglich machen. Für die Bildaufnahme wird eine spezielle PIV Kamera eingesetzt, die die erste Aufnahme schnell genug speichern kann, um bereit zu sein für die zweite Aufnahme. Die „Tot“zeit zwischen der ersten und der zweiten Aufnahme, in der die Kamera nicht bereit ist, ist extrem kurz bis hin zu 100 Nanosekunden.
Eigenschaften
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Doppelpuls Laser - Zwei Laserpulse beleuchten die Teilchen innerhalb einer sehr kurzen Zeitdifferenz
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Seeding – Das Strömungsmedium muss mit Partikeln, Tröpfchen oder Bläschen versetzt werden.
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Software – Datenerfassung, Auswertung und Anzeige sind schnell und einfach zu handhaben
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CCD Kamera – Eine schnelle frame-transfer CCD nimmt zwei Bilder auf, die mit kurzen Laserpulsen beleuchtet werden.
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Lichtschnitt Optiken – Laserlicht wird zu einem dünnen Lichtschnitt geformt und in das Strömungsmedium geleitet.
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Zeitsteuerungseinheit – Eine hochpräzise Elektronik steuert Laser und Kamera(s)
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