粒子圖像測速和粒徑測量系統是一款LED粒徑速度測試系統,使用LED燈取代昂貴的激光粒子圖像測速PIV系統中的雙腔PIV激光器,為流場測速和陰影法粒徑測量提供更為經濟的測量方案。
粒子圖像測速和粒徑測量系統采用LED背景光照明運單粒子顆粒,LED光源的FWHM為23-70ns的脈沖LED背景照明可以對快速移動的粒子和結構進行成像。 LED脈沖發生器可發射成對的兩個光脈沖,通過1296×966像素的CCD相機記錄粒子圖像計算出粒子速度和粒徑大小。

這種LED粒徑速度測試系統能夠測量的區域的面積和體積可通過由遠心鏡頭限定,只有在該區域內的粒子才能有效聚焦并顯示清晰。根據光學鏡頭類型不同，這套LED粒徑速度測試系統這套粒子圖像測速和粒徑測量系統的分辨率高達為5.3微米或9.3微米,而且標準相機可以提供2倍高的分辨率成像。
這套粒子圖像測速和粒徑測量系統采用B型標準鏡頭的成像區域為6.08 x 4.53mm，視野深度/景深為±2.74mm,測量體積相當于75.5立方毫米的區域。測量體積外的顆粒首先首通過圖像處理軟件ImageJ，LabView而去除，然后進行測試區域內的顆粒大小和計數。
這套粒子圖像測速和粒徑測量系統鏡頭距離測試區域可大110mm的工作距離,適合測量熱流和侵蝕流等特殊流場。

圖1：粒子圖像測速和粒徑測量系統原理圖，操作簡單，比如設定時間延遲(1-2us用于高速流場）,記錄1-3分鐘就可獲得2300對粒子圖像，馬上即可分析得到速度和粒徑數據
粒子圖像測速和粒徑測量系統優點
高質量的雙脈沖LED光帶來高質量的成對的粒子圖像
可測量單個粒子在低速和高速下的速度
可測量各種顆粒和液滴的粒徑
高性能,可定制解決方案且低成低
雙脈沖LED光源可與其它設備同步,延遲僅為50ns
結構緊湊，堅固且靈活
粒子圖像測速和粒徑測量系統包括所有需要的部件,完整的文檔和測試報告,確保用戶使用放心。
粒子圖像測速和粒徑測量系統還能提供LED陰影成像法測量粒徑,可用于噴霧,液滴,固體顆粒粒徑分析,也適合不規則固體顆粒粒徑分析。

左圖:噴霧特寫
右圖為噴霧尾部霧滴特寫。通過圖像處理可以去除聚焦外的液滴

生物燃油噴霧測量：粒子速度和粒徑大小可以通過成對的粒子圖像計算獲得,液滴破碎這樣的細節可以研究。圖為丹麥DTU化學工程學院實驗結果。