粒子圖像測(cè)速系統(tǒng)(PIV)又稱粒子圖像測(cè)速儀,是一種可以對(duì)流動(dòng)速度場(chǎng)進(jìn)行光學(xué)測(cè)量的儀器。
粒子圖像測(cè)速(PIV)是一種激光流體力學(xué)測(cè)速方法,原理是通過(guò)在被測(cè)流場(chǎng)中布添加蹤粒子,在激光片光源的照射下,利用圖像記錄設(shè)備(如高速攝像機(jī))連續(xù)獲得時(shí)間序列圖像,再運(yùn)用圖像處理算法,得到粒子在圖像上的位移。
近年來(lái),流場(chǎng)測(cè)量技術(shù)正逐漸從介入式測(cè)量轉(zhuǎn)向非接觸式激光測(cè)量技術(shù),目前基于激光技術(shù)的單相或多相流速測(cè)量方法主要包括激光多普勒測(cè)速(LDV)、粒子圖像測(cè)速(PIV)、相位多普勒風(fēng)速儀(PDA)等。
粒子圖像測(cè)速技術(shù)突破了單相測(cè)速技術(shù)的局限性,能夠在同一瞬態(tài)下記錄大量空間點(diǎn)上的速度分布信息,具有瞬態(tài)、多點(diǎn)、非接觸式測(cè)量、可視化測(cè)量、精度高、測(cè)速范圍寬、抗干擾強(qiáng)等特點(diǎn)。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的
《2025年中國(guó)粒子圖像測(cè)速系統(tǒng)(PIV)市場(chǎng)專項(xiàng)調(diào)研及企業(yè)“十五五規(guī)劃”建議報(bào)告》顯示,粒子圖像測(cè)速系統(tǒng)可以測(cè)量水流、空氣流、多相流、燃燒反應(yīng)流場(chǎng)、超音速流等介質(zhì),提供其豐富的流場(chǎng)空間結(jié)構(gòu)及流動(dòng)特性,在流體力學(xué)、液滴動(dòng)力學(xué)、界面科學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)、環(huán)境科學(xué)、多相流實(shí)驗(yàn)研究等領(lǐng)域應(yīng)用空間廣闊。
粒子圖像測(cè)速于上世紀(jì)七十年代末發(fā)展起來(lái),隨著技術(shù)突破,越來(lái)越多的粒子圖像測(cè)速產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng),包括二維PIV系統(tǒng)(2D-PIV)、三維PIV系統(tǒng)(3D-PIV)、高速采樣PIV系統(tǒng)、共聚焦微型PIV系統(tǒng)、多相流PIV系統(tǒng)等。二維PIV系統(tǒng)發(fā)展時(shí)間較長(zhǎng),近年來(lái)其不斷向高頻率、高精度等方向迭代。
國(guó)外粒子圖像測(cè)速系統(tǒng)商業(yè)化起步較早,布局企業(yè)包括美國(guó)TSI公司、德國(guó)LaVison公司、丹麥Dantec等。近年來(lái),我國(guó)對(duì)高端儀器自主化發(fā)展重視度提升,為粒子圖像測(cè)速系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)替代奠定了基礎(chǔ),目前我國(guó)粒子圖像測(cè)速系統(tǒng)相關(guān)供應(yīng)商包括北京江宜科技有限公司、合肥中科君達(dá)視界技術(shù)股份有限公司、浙江吉?dú)W科技有限公司、劍動(dòng)科技(廣州)有限公司等。
新思界
行業(yè)分析人士表示,目前粒子圖像測(cè)速系統(tǒng)已成為研究流動(dòng)結(jié)構(gòu)的重要工具,在航空航天、生物醫(yī)學(xué)、能源動(dòng)力、智能制造等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。我國(guó)企業(yè)已具備粒子圖像測(cè)速系統(tǒng)自主研發(fā)能力,國(guó)產(chǎn)粒子圖像測(cè)速系統(tǒng)在算法優(yōu)化、硬件集成、商業(yè)化應(yīng)用等方面取得了顯著進(jìn)展,逐步打破了歐美企業(yè)在高端領(lǐng)域的長(zhǎng)期壟斷。
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