粒子圖像測速系統(PIV)又稱粒子圖像測速儀,是一種可以對流動速度場進行光學測量的儀器。
粒子圖像測速(PIV)是一種激光流體力學測速方法,原理是通過在被測流場中布添加蹤粒子,在激光片光源的照射下,利用圖像記錄設備(如高速攝像機)連續獲得時間序列圖像,再運用圖像處理算法,得到粒子在圖像上的位移。
近年來,流場測量技術正逐漸從介入式測量轉向非接觸式激光測量技術,目前基于激光技術的單相或多相流速測量方法主要包括激光多普勒測速(LDV)、粒子圖像測速(PIV)、相位多普勒風速儀(PDA)等。
粒子圖像測速技術突破了單相測速技術的局限性,能夠在同一瞬態下記錄大量空間點上的速度分布信息,具有瞬態、多點、非接觸式測量、可視化測量、精度高、測速范圍寬、抗干擾強等特點。
根據新思界產業研究中心發布的
《2025年中國粒子圖像測速系統(PIV)市場專項調研及企業“十五五規劃”建議報告》顯示,粒子圖像測速系統可以測量水流、空氣流、多相流、燃燒反應流場、超音速流等介質,提供其豐富的流場空間結構及流動特性,在流體力學、液滴動力學、界面科學、空氣動力學、環境科學、多相流實驗研究等領域應用空間廣闊。
粒子圖像測速于上世紀七十年代末發展起來,隨著技術突破,越來越多的粒子圖像測速產品進入市場,包括二維PIV系統(2D-PIV)、三維PIV系統(3D-PIV)、高速采樣PIV系統、共聚焦微型PIV系統、多相流PIV系統等。二維PIV系統發展時間較長,近年來其不斷向高頻率、高精度等方向迭代。
國外粒子圖像測速系統商業化起步較早,布局企業包括美國TSI公司、德國LaVison公司、丹麥Dantec等。近年來,我國對高端儀器自主化發展重視度提升,為粒子圖像測速系統國產替代奠定了基礎,目前我國粒子圖像測速系統相關供應商包括北京江宜科技有限公司、合肥中科君達視界技術股份有限公司、浙江吉歐科技有限公司、劍動科技(廣州)有限公司等。
新思界
行業分析人士表示,目前粒子圖像測速系統已成為研究流動結構的重要工具,在航空航天、生物醫學、能源動力、智能制造等領域應用廣泛。我國企業已具備粒子圖像測速系統自主研發能力,國產粒子圖像測速系統在算法優化、硬件集成、商業化應用等方面取得了顯著進展,逐步打破了歐美企業在高端領域的長期壟斷。
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