Time-Resolved PIV системы появились относительно недавно, их появление объясняется технологическим развитием. Ключевые технологии, которые сделали возможным TR-PIV - это высокоскоростные видеокамеры на комплементарных метал - оксид -полупроводниковых схемах (CMOS) и импульсные твердотельные лазеры с диодной накачкой. Эти технологии, вместе с точными и высокотехнологичными системами синхронизации, такими как Высокоскоростной контроллер (HSC) LaVision, позволяют получать изображения, как в режиме временных последовательностей, так и в режиме разнесенных кадров, предоставляя различные возможности измерения поля потока в широком диапазоне скоростей и временных интервалов.
Исторически, PIV – это технология, которая позволяет выполнять измерения с высоким пространственным разрешением, но при этом каждое полученное поле скорости, как правило, не связано статистически с предыдущим полученным полем (т.е. не связано по времени). Если необходимо получить информацию с корреляцией по времени, ранее использовались технологии точечных измерений: термоанемометр (HWA), доплеровский лазерный анемометр (LDV). В особых случаях эти методы измерения скорости в точке продолжают использовать, чтобы обеспечить пространственное разрешение на основании гипотезы Тейлора.
В наше время, благодаря технологическому развитию видеокамер с высокой частотой кадров и источников света с высоким показателем повторения импульсов, появилась возможность создания мгновенных изображений векторных полей, имеющих как высокое пространственное разрешение, так и связанных во времени.
Инструменты обработки изображений с разрешением по времени Наличие последовательности изображений с разверткой по времени позволяет убрать на изображениях не относящееся к частицам фоновое свечение, включая:
фоновую засветку и отражения
вторичное рассеивание света на частицах
яркие блики при отражении лазерного ножа от границ потока
Устранение указанных эффектов увеличивает точность и надежность корреляционной обработки и достигается вычитанием статистически рассчитанного стабильного изображения. Вычитаемое изображение может быть фиксированным для всей последовательности кадров или плавно изменяться для последовательности кадров с изменяющимся фоном.
Кроме того, для дальнейшего улучшения изображений, используются дополнительные функции для обнаружения и удаления фиксированных шумов CMOS камеры, которые существенно превышают стандартные возможности коррекции неравномерностей, имеющиеся во многих CMOS видеокамерах. Далее, последовательности изображений проходят обработку с использованием локальных и глобальных алгоритмов нормализации для обеспечения максимальной контрастности изображений и уменьшения эффектов, связанных с неизбежной неравномерностью плотности засева трассирующих частиц.
Обработанное изображение предоставлено: Ф. Скарано, А. Сиаццитано, Технический Университет Делфт, Гибкое устранение отражений света в PIV, PIV’11, Япония