粒子圖像測(cè)速技術(shù)(PIV)作為一種全新的無(wú)擾、瞬態(tài)、全場(chǎng)速度測(cè)量方法，在流體力學(xué)及空氣動(dòng)力學(xué)研究領(lǐng)域具有非常高的學(xué)術(shù)意義和實(shí)用價(jià)值。它是在傳統(tǒng)流動(dòng)顯示技術(shù)基礎(chǔ)上,利用圖形圖像處理技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種新的流動(dòng)測(cè)量技術(shù)。綜合了單點(diǎn)測(cè)量技術(shù)和顯示測(cè)量技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),克服了兩種測(cè)量技術(shù)的弱點(diǎn)而成的,既具備了單點(diǎn)測(cè)量技術(shù)的精度和分辨率,又能獲得平面流場(chǎng)顯示的整體結(jié)構(gòu)和瞬態(tài)圖像。

 

按其成像介質(zhì)分類(lèi)介紹：

 

PIV可分為基于模擬介質(zhì)的GPIV(graphic particle image velocimetry)和基于CCD的DPIV(digital particle image velocimetry)。 

 

GPIV是用照相采集的方法將序列圖像記錄在膠片或錄像帶上，然后用光學(xué)方法或掃描儀形成數(shù)字圖像，實(shí)現(xiàn)自相關(guān)模板匹配運(yùn)動(dòng)估值．其優(yōu)點(diǎn)是模擬介質(zhì)分辨率高(如普通135底片包含有10,500×7,500個(gè)像素，這樣一張100mm×125mm的肖像底片將會(huì)有30,000×37,500個(gè)像素，普通攝像管所能提供的分辨率約為500×500個(gè)像素，較高分辨率的攝像管也不過(guò)做到4,096×4,096個(gè)像素)，可以觀(guān)測(cè)較大的視場(chǎng)，且精度高，圖像捕獲速度快，可以測(cè)量高速流場(chǎng)。但是，由于其成像后的處理時(shí)間長(zhǎng)，因而無(wú)法實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)應(yīng)用，成為其不可克服的缺陷．同時(shí)由于GPIV一般將2次或多次曝光成像在同一底片上(單幀多曝光圖像)，在圖像分析上有速度矢量方向二義性問(wèn)題，雖已有解決方法，但處理較復(fù)雜。

 

DPIV系統(tǒng)實(shí)際上是PIV系統(tǒng)的數(shù)字化形式，它強(qiáng)調(diào)用數(shù)字方法來(lái)記錄視頻圖像而不是攝影膠片，DPIV所有的分析都用計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行，代替了GPIV的復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，不需再做膠片的濕處理，同時(shí)DPIV將2次或多次曝光的粒子由CCD-Camera經(jīng)數(shù)字圖像采集設(shè)備采得該截面的序列圖像(單幀單曝光圖像而非GPIV的單幀多曝光圖像)，自然解決了速度方向的二義性問(wèn)題．DPIV的決定性?xún)?yōu)點(diǎn)在于便于數(shù)字處理，能提供實(shí)驗(yàn)參數(shù)的在線(xiàn)調(diào)整，使得它成為PIV的重要發(fā)展方向。