Wat is deeltjesbeeldvelocimetrie?

Deeltjesbeeldvelocimetrie (PIV) is een methode die vaak wordt gebruikt om de stroom van deeltjes in een vloeistof te visualiseren.PIV wordt vaak geïmplementeerd voor onderzoeks- of educatieve doeleinden en stelt een wetenschapper in staat om de snelheid en beweging van vloeistoffen zoals water te meten.Er zijn verschillende benaderingen van deeltjesbeeldvelocimetrie en de techniek blijft verbeteren naarmate nieuwe technologie wordt ontwikkeld.

Om de beweging van een vloeistof te visualiseren, worden zeer kleine deeltjes genaamd tracers in de stroom geïntroduceerd.Vanwege hun kleine omvang gedragen deze tracerdeeltjes zich op een manier die bijna identiek is aan de bestudeerde vloeistof.De tracers die in PIV worden gebruikt, kunnen worden verlicht door de wetenschapper, waardoor ze gemakkelijk zichtbaar zijn.Deeltjesbeeldvelocimetrie gebruikt vaak computersoftware om de zichtbare tracers op te nemen en te verbeteren.

Een paar verschillende tracer -deeltjes kunnen worden gebruikt;Kleine glazen kralen, aluminium vlokken en olie -druppels zijn drie gemeenschappelijke materialen die hiervoor kunnen worden geïmplementeerd.Deze tracers reflecteren het licht zeer goed en vergroten de zichtbaarheid van een vloeistof.Lichte reflecties kunnen worden bestudeerd met het blote oog of worden vastgelegd door een camera voor analyse.Hoewel elke lichtbron voldoende kan zijn voor PIV, wordt een laser meestal gebruikt wanneer nauwkeurigheid belangrijk is.

Filmfotografie was de primaire methode voor het opnemen van deeltjesbewegingen wanneer PIV voor het eerst werd ontwikkeld, hoewel de uitvinding van goedkope digitale camera's de analoge benadering heeft weergegevenverouderd.Hoge resolutie digitale deeltjesbeelden zijn nu gemeengoed.Sommige computerprogramma's kunnen elke tracer automatisch herkennen en volgen in een PIV-afbeelding en bieden realtime gegevens over een vloeistofbeweging.

Standaard deeltjesbeeldvelocimetrie registreert de beweging van een vloeistof in twee dimensies.Sommige variaties van PIV verbeteren deze mogelijkheid en maken driedimensionale visualisatie mogelijk.Deze benadering gebruikt twee camera's in plaats van één en wordt vaak stereoscopische PIV genoemd.Met behulp van speciale computersoftware worden de gezichtspunten van deze twee camera's gecombineerd om een nieuw gezichtspunt te maken.

Deeltjesbeeldvelocimetrie heeft veel toepassingen.Het wordt vaak gebruikt op het gebied van ruimtevaarttechniek en stelt wetenschappers in staat om de luchtstroom over een vliegtuigvleugel of een ander bedieningsoppervlak te zien.PIV wordt ook gebruikt in de gezondheidszorggemeenschap.De studie van vloeistofbeweging in het lichaam helpt artsen om de bloedcirculatie te visualiseren en nieuwe medische implantaten te ontwikkelen.Bovendien gebruiken biologen soms ook deeltjesbeeldvelocimetrie om de zwembeweging van vissen of andere zeedieren te bestuderen.