PIV система для образовательных целей

EduPIV - PIV система под ключ для образовательных целей.
 
PIV система для образовательных целей
Системы PIV позволяют проводить неинтрузивные оптические измерения полей скоростей в потоках. Исторически сложилось так, что системы PIV были недоступны для большинства учебных лабораторий из-за высокой стоимости и проблем лазерной безопасности. Система EduPIV предлагает безопасное, доступное и готовое решение для ознакомления студентов с этой мощной технологией. В этой системе используется светодиодный источник освещения, который безопасен и прост в эксплуатации, сочетая при этом превосходную надежность и производительность. Сочетая в себе все необходимое аппаратное и программное обеспечение система EduPIV позволяет проводить простые эксперименты и демонстрации без необходимости какого-либо дополнительного оборудования. Для сбора данных, обработки изображений и анализа потоков система поставляется с программным обеспечением DynamicStudio EduPIV, чтобы предоставить учащимся все новейшие инструменты.
 
Ключевые преимущества:
  • Измерения PIV с временным разрешением для лабораторных исследований механики жидкости
  • Обучение студентов - подготовка студентов к PIV исследованию.
  • Безопасная работа со светодиодной подсветкой - без лазеров.
  • Мощное программное обеспечение DynamicStudio EduPIV для предоставления студентам реального опыта PIV измерений
  • Готовый эксперимент с обучающим видео•Простая, гибкая конструкция контура потока; легко добавлять созданные студентами эксперименты
  • Быстросъемные форсунки изготовленные на 3D принтере
Краткое описание решения EduPIV
Particle Image Velocimetry (PIV) - это неинтрузивная методика оптических измерений для исследования и диагностики потоков, турбулентности, микрофлюидики, распыления и процессов горения. В жидкость добавляются мелкие частицы, которые следуют за движением жидкости. Частицы освещаются и захватываются с помощью камеры, а затем анализируются с использованием программного обеспечения. Стандартный 2D2C PIV (2 координаты, 2 компоненты) измеряет две компоненты скорости в плоскости, используя одну камеру, и обычно состоит из: камеры, лазера, оптической линзы формирующей "световой нож", синхронизатора и ПК для сбора, хранения и анализа данных. В системе EduPIV вместо лазера используется источник светодиодной подсветки и волоконная оптика, а синхронизация изображения полностью контролируется настройками камеры в программном обеспечении DynamicStudio. Конфигурация системы делает ее безопасной и простой в эксплуатации, позволяя студентам сосредоточиться на изучении принципов измерения, а не на работе со сложным оборудованием. EduPIV - готовая экспериментальная установка с системой измерения для обучения PIV. Основой экспериментальной установки служит резервуар с водой и насос со сменными форсунками. Форсунка создает струю воды, которая позволяет провести ряд испытаний, а контур потока можно легко перенастроить для дополнительных испытаний. В поток добавляются мелкие частицы (полиамидные сферы), а камера FlowSense USB 2M-165 фиксирует движение частиц. Полученные изображения анализируются с использованием ПО DynamicStudio для предоставления карт глобальной скорости, статистики турбулентности, скалярного анализа, временной / спектральной оценки и визуализации потока.
 
 
EduPIV Гидравлический испытательный стенд замкнутого типа
Гидравлический стенд состоит из настольного резервуара для воды на алюминиевой раме с креплением для камеры со скользящим кронштейном и оптикой формирующей "световой нож". Светодиодный источник через оптическую лизну подсвечивает плоскость измерения, а скользящий кронштейн перемещает камеру и светодиодный источник вместе для подсвечивания различных областей потока. Прилагаемый насос, управляемый электронным контроллером, и форсунка обеспечивают струйный поток с переменным выходом.Поток воды может работать в следующих режимах:
  • Постоянный поток: это первый и самый основной поток, используемый для обучения студентов основам метода PIV. Он состоит из квазистационарного турбулентного струйного потока. Предоставление простого (в первую очередь) однонаправленного потока позволяет студентам начать с сосредоточения внимания на методе PIV, а не на сложностях потока. Здесь студенты изучают основные параметры для проведения экспериментов PIV: время, посев частиц, настройка камеры и основы освещения. Скорость потока варьируется примерно до 50 см/с. Более высокие / более низкие скорости могут быть достигнуты с использованием разных форсунок.
  • Периодический поток: скорость струи периодически колеблется, создавая динамический поток струи. Это позволяет студентам проводить временной, спектральный и модальный анализы. Более подробное рассмотрение параметров PIV вводится для учета больших изменений скорости.
  • Импульсный поток: насос включается и выключается, создавая кольцевые вихри. Это позволяет студентам визуализировать динамические моды, определять частоты образования вихрей и методы их идентификации.
  • Случайный поток: как следует из названия, этот режим создает случайный выход. Это может использоваться для длительных испытаний на динамическую стабильность и рекомендуется для углубленных исследований в сочетании с другими лабораторными приборами.

Настройка гидравлического стенда EduPIV разработана для максимальной гибкости. В то время как предварительные тесты потока анализируют струю свободного потока, она может использоваться как есть для небольших объектов, таких как аэродинамические поверхности, помещенные в поток. Кроме того, форсунка может быть заменена на различные типы или размеры, которые студенты могут легко распечатать на 3D-принтере для различных измерительных тестов.

DynamicStudio

Программное обеспечение DynamicStudio EduPIV позволяет производить сбор, обработку данных и анализ результатов в мощном пользовательском интерфейсе. Для расчета полей скоростей из полученных необработанных изображений и анализа результатов используется базовый пакет DynamicStudio и надстройка для анализа 2D2C PIV.Система EduPIV включает в себя мощное программное обеспечение DynamicStudio EduPIV, которое позволяет студентам получить реальный опыт PIV с самыми передовыми методами обработки, доступными для 2D2C PIV. Поскольку сбор и анализ данных выполняются в одном программном обеспечении, то нет необходимости перемещать данные. Специальные процедуры анализа и индивидуальные последовательности анализа позволяют быстро исследовать и визуализировать результаты. Программное обеспечение очень простое в использовании и включает в себя расширенные функции обмена данными (например MATLAB) для более сложных проектов и отчетов.