粒子图像测速仪 (PIV)

通过喷雾横截面，PIV仪器可以对非介入式测量技术与高分辨率二维速度测量进行独一无二的结合。斯普瑞喷雾系统（上海）有限公司的多个项目都曾使用颗粒图像测速，例如原型喷嘴近出口区域的具体速度测量，以及用于CFD验证的错流喷雾的二维速度测量。

• 原型喷嘴表征
  斯普瑞喷雾系统（上海）有限公司为一位客户开发了一个原型喷嘴。为了对该设计进行评估，工程师想要测量液滴在近出口区域的轨迹。喷嘴的设计独一无二，含有一个外冲击面，引起了工程师对液滴路径的注意。使用PIV照亮冲击面附近喷雾的横截面，并测量喷雾离开冲击面时的角度。这一信息让设计工程师可以进行相应修改，获得客户理想的喷雾羽流形状和尺寸。

• 错流CFD验证中的喷雾
  一位客户请斯普瑞喷雾系统（上海）有限公司对他们应用（包含错流气体）中的喷雾进行详细的CFD建模。这项工作需要对CFD方法和结果进行验证，其中一部分需要通过测量喷雾液滴在离开喷嘴并与错流气体相交时的位置和轨迹来完成。进行模型验证后，我们充满信心地在危险环境对该应用进行建模，为客户提供了最佳的整体喷雾解决方案。

PIV系统使用穿过凹透镜的短时脉冲激光来照亮喷雾的平面横截面。短激光脉冲可以在喷雾液滴成像时将其冻结在原位。液滴分散了激光光线，激光脉冲触发摄像头，摄像头拍摄激光平面内的液滴。摄像头镜头上附有带通滤光片，只有激光波长的光可以通过CCD传感器，基本上从视图中去除所有不在平面内的液滴。

当液滴在激光片内移动时，获得双帧图像，伴有极小且已知的延时。然后用DaVis软件包运行一系列互相关算法，确定一小群粒子的位移。知道位移距离/方向和图像组之间的延时后，可以结合两者直接计算局部速度。在整个图像域上执行这一过程，确定瞬时液滴速度场的平面表示。通常会先获得多个瞬时速度场，然后将其用于生成集成平均速度场的结果。一般将水作为PIV测量中的喷雾媒介。

PIV仪器可以提供空间分辨率高的瞬时喷雾速度场结果。计算瞬时结果的总体均值作为平均表示。可以触发该系统来解决多个周期内的瞬态喷雾发展效应。激光片对喷雾横截面的照明具有非介入性，可以进行高质量的平面喷雾速度测量，从而对二维喷雾特性进行详细观察。

PIV系统无法提供液滴尺寸信息；因此，它通常与液滴尺寸测量仪器结合使用，以提供其他表征信息。