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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -PIV 操作手册细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 30 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -目录特殊留意事项 31 PIV 设备连接 41.1 设备连接原理图 41.1.1 相机连接方法和留意事项 41.1.2 同步器连接 51.1.3 电脑连接 62 PIV 软件安装 73 PIV 使用主要操作次序 74 PIV 软件使用说明 104.1 设备连接与
2、采集操作 104.2 数据查看方法 124.3 数据分析方法 134.3.1 IMAGE PROCESSING 144.3.2 IMAGE CONVERSION 154.3.3 MASKING 164.3.4 PIVSIGNAL 174.3.5 PLOTS 224.3.6 COORDINATES 234.3.7 STATISTICS 234.3.8 VECTOR & DERIVATIVE 244.3.9 COORDINATES 274.3.10 选定气泡过程 284.3.11 M ATLAB连接口 304.3.12 三维 PIV分析 302 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - -
3、- - - - - - - - - 第 2 页,共 30 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -特殊留意事项1 激光特别危急, 特殊留意眼睛和相机安全,操作肯定依据规定方法执行；2 使用激光器前,认真检查各系统是否连接正确；3 相机不能长时间连接电源, 不用的时候肯定将电源线拔 掉；4 用相机标定时,需要拆下滤光镜,此时不答应打开激光器,打开激光器前,必需安装上相机镜头盖；5 做试验前肯定要盖上滤光片 6 激光器必需每周至少使用一次,否就性能将下降；7 试验时,不答应非试验人员在试验室停留；特殊情形处理：有
4、时会发生软件反常情形,这种情形下删除两个目录,即可恢复；c:programDataDantec Dynamics c:userdellAppDataLocalDantec Dynamics 3 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 30 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -1 PIV 设备连接1.1 设备连接原理图设备连接原理图1.1.1 相机连接方法和留意事项相机通过白色宽数据线连接电脑, 用一黑色圆头线同时连接相机 电源和同步器,其中同
5、步线连接线接同步器输出端 5（OUT5）和 6（OUT6）；留意在不使用相机时（做完试验） ,肯定要拔掉相机电源否就有 烧毁的危急；建议拔掉电源与插线板之间的连接；相机在使用中肯定留意爱护CCD,在有激光时, 必需盖上镜头盖（标定时）或者安装上滤光片（试验时） ,并且不能让激光直射或者 强反射到相机里面；相机镜头可调剂光圈大小和进行对焦；旋转相机和相机镜头；4 在完成对焦后不得移动和细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 30 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - -
6、- - - - - -相机连接图1.1.2 同步器连接同步器负责连接电脑、相机和激光器；在同步器输入面,只需要用宽数据线连接电脑的NI 输出端；在同步器输出面,用掌握电缆线分别连接相机和双腔激光器；同步器输出面本系统中, 1、3 接口分别连接A、B Clock,3、4 接口连接 Q-in；5 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 30 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -1.1.3 电脑连接电脑连接相机和同步器；留意,本 PIV软件配有特地
7、的软件加密狗,外形像优盘；要使用PIV系统就必需插上加密狗；必需留意爱护加密狗,谨防有人误将加密狗带走；同时假如发生加密狗丢失,需要找到一份 向 PIV公司重新购买加密狗；电脑连接6 PIV系统软件明细单,细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 30 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -2 PIV 软件安装第一安装 64 位操作系统,然后安装DELL驱动（ WIN7 系统中自带趋动,不需要额外安装） ,然后安装 DANTEC公司供应的 PCl
8、e图形采集卡驱动 NI-IMAQ 和同步器掌握卡PCI卡驱动 DAQmx,再装 PCIe卡和 PCI插入运算机,最终安装 Dynamic Studio 软件 dynamicstudio V3.0；只有在插上加密狗后,软件才能使用；3 PIV 使用主要操作次序3.1 开机前 : 开机前检查设备连线是否正确同步器 1,8 只能用一个 ,并打开所有仪器的电源（相机、激光器,当然仍有运算机）；3.2开机步骤 : （1）开启运算机（ 2）启动 DynamicStudio操作软件；3.3标定步骤 : a检查相机镜头盖是否盖上,如没盖上,请盖上镜头盖；Laser1）,用片b使激光器发光（一般只发射一腔激光即
9、可,一般为为光找到要测量的平面；此时,留意爱护眼睛,激光能量尽量小一些,我们能看到激光即可；设置为单帧模式, Trigger rate 用45Hz,点Preview；Preview模式下 Number of images 没用,激光用始终发光,直至 Stop停止 ；c 移动标定靶,使其在激光片光平面内,即标定靶所在平面为实际要 测量的平面； 此时,留意爱护眼睛,激光能量尽量小一些,我们能看到激光7 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 30 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - -
10、- - - - - - - - - -即可；d 关 闭 激 光 器 （ 用 激 光 器 控 制 面 板 关 闭 ）, 移 去 相 机 盖 , 运 行DynamicStudio 软件,切换到 采集模式 ,运用“Free Run” 模式调整两个相机,使标定靶在两个相机拍照区域的中间位置（即尽量使两个相机的拍照区域重合；此时相机不用滤光镜）；e 调焦；使两个相机很好地聚焦在标定靶上；f 检查连线（软件界面内） ；g 运 行 单 帧 模 式 , 采 集 一 张 图 片 , 切 换 到 Acquired Data 栏Menu-View-Acquired Data点击 Save for Calibrati
11、on,把数据存为标定数据 ；然后再分别向前和向后移动坐标靶对称的采集几个位置（一般5 个就可以）,并记住这几个位置的 Z 值（第一张为 Z0 处）；（留意：坐标靶平面为 XY平面,坐标靶向靠近相机的方向移动为 Z的正方向）；h 采集并储备完成后,切换到 分析模式 ,在所得图片上点击右键Customized properties挑选 Z 选项框确定；然后再右键点击图片Show Contents List这时可以看到所猎取的几幅图片点击每一图片,在左下方的 Properties 栏里都可以看到图片属性（这时多了 Z 项）依次填入每个图片的Z 值（图片与 Z 值必需对应正确）；右键点击总图片Cali
12、brate CalibrationImage Model FitIMF 8 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 30 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -target 挑选标定板型号, imaging model 挑选 direct linear transform ,确定坐标轴 xy 方向即可；Ok生成 imf.dlt 文件；将 imf.dlt 文件拉入图片中即可显现标定成效；显示过后,即看圆心点与直线交叉点的重合度好不好,重合好就说明
13、标定成效好；假如重合不好, 就需要重新标定,直到中意为止；（标定时,留意拍照图片亮度对标定结果的影响,如未标定成功可看提示是何问题）对相机 2 采集的图片也进行相同操作；这样标定操作完成；标定拍照时,最好是标定靶占满整个拍照窗口；运用一个相机进行二维 PIV 标定时的步骤：A 把相机盖盖上 （肯定要盖上）,打开激光器,用片光找到要测量的平面；B 在片光平面中放入一把尺子,并关闭激光,打开相机盖；C 运行 DynamicStudio 软件,新建一个Database并切换到 采集模式 ,运用“ Free Run” 模式来调焦,使相机尽可能清晰的拍到尺子（此时相机不用 滤光镜）；D 挑选单帧拍照模式
14、采集图片数输入1点击 Acquire 采集图片（此时激光器可以用内触发,用自然光拍照；也可以用外触发,但相机要加上滤光片）切换到 Acquired Data栏点击 Save for Calibration,把数据存为标定数据 ；E采集并储备完成后,切换到 分析模式 ,在所得图片上点击右键Measure Scale Factor把图片中的 A 和 B 分别拖到两个刻度上挑选 Absolute Distance 输入 A到 B的距离 OK；3.4测试和数据分析 : A把相机加上滤光片,激光器按下 光预备）；Simmer（绿钮）和 Work红钮 （做好发B. DynamicStudio软件切换到 P
15、review 模式下,挑选双帧拍照模式输入合适 的 Time Between Pulse 输入采集频率调剂激光器光源强度,使图像灰度分 布合理；双击采集图片,分析示踪粒子的密度,大小,跨帧时间是否合适等；分析方法,在图像上点击右键,选定9 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页,共 30 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -如上右图,选网格大小,每个网格内有 5-8 个粒子时 PIV 运算结果较为抱负；按键盘字母 T,可自动在第 1 帧和第 2
16、帧切换,当一个粒子在两帧之间移动不超过网格的 1/2 时,说明跨帧时间合适；C输入采集图片数点击Acquire 采集图片切换到Acquired Data栏点击 Save in Database ；D采集并储备完成后,切换到分析模式 ,进行分析,分析方法见后面介绍；4 PIV 软件使用说明4.1 设备连接与采集操作4.1.1 激光器添加 掌握面板上 -tools-light source wizard ,接下来进入添加步骤；依据提示进行操作-给定激光器名称（比如vilite350 ）-选取 Two carvities其余均采纳默认参数即可；1. max trigger frequency 设置为
17、 10HZ；2.flash 1 to Q-switch1 delay 和 flash 2 to Q-switch2 delay 设为 555 s 3.Q-switch 1activation delay 和 Q-switch 2 activation delay 均设为 0.87 s. 其余均采纳默认设置即可；然后进入采集模式,在右侧掌握面板上挑选synchronization Cables 显现如下图所示： 并且比下图多出两个相机接口,分别连接第五和第六个箭头即可；接入相机和同步器,挑选Create Default connection （告知软件,硬件是怎么连接的）10 细心整理归纳 精选
18、学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页,共 30 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -相机双帧模式与单帧模式数据储存界面Time between pulses ：为激光器两腔之间的时间（只在双帧模式下适用）,可以调剂,依据拍摄图像粒子移动距离而定,一般保证示踪粒子在最小单元格（间为准；可调范畴为几十纳秒到 67000 纳秒；32*32 ）中移动 1/4 到 1/2 的时留意：获得的图像中,每个单元格中的粒子数最好为5-8 个,每个粒子所占的像素最好是2个左右；T
19、rigger rate：拍照频率,最高为 7.4；Number of images ：拍照照片对的数量；其中 Free Run 为观测窗口,在单帧模式中,当激光机不发光,相机进行对焦时使用,其连 续不停；其中 Preview 用于试拍照, 激光发光, 其连续不停； 可以观测激光能量和所加粒子浓度是否 合适；其中 Acquire 用于正式采集数据；留意标定时,肯定将激光器关掉；在正式采集数据时,一 定先安装上滤光镜；使用 Acquire 正式采集后储存数据,挑选 Save for Database；假如是标定, 挑选 Save for Calibration；假如是 PIV 图像,挑选 Clea
20、r Buffers 进行清除图片所占的内存；11 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页,共 30 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -4.2 数据查看方法数据处理窗口在 FlowSense 上左双击显现对应图片,右击挑选 显现都适用）就可以看到对应图片对的列表；或挑选 行图片的分析,与后面矢量图的分析有区分；）Show Contents List（对后面全部右击,只要 Analysis 进行分析工作 （留意此时是进双击拍照的图片会显现下图,然
21、后拖动蓝色的方块进行调剂,就可以看到不太明显的粒子；调剂图片灰度界面12 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 12 页,共 30 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -在 FlowSense上点右键选 Analyze. 选 Image processing-ROI Extract,进入界面如下：在空白处点右键,点 Color Map And Histogram ,如右上图；调剂直方图变换工具,在空白处即可显现照的PIV图像；将需要运算的流场包括进去,以
22、后的运算只运算红色边框之拖动浅红色边框的四个角,内的图像元素；13 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 13 页,共 30 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -4.3 数据分析方法如想得到正确的矢量图结果,需要留意以下步骤: ,此步骤尤为此步骤的目的是得到较精确的PIV 两维流场图 .特殊是镜头与拍照平面不垂直时重要 . 4.3.1 Image Processing 图片像素分析界面14 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - -
23、 - - - - - - 第 14 页,共 30 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -Image Aritthmetic 表示对像素的加减乘除运算；乘法运算）（例如当图片较暗的时候,可以对图片进行Define Image Balance 定义片光的修正,进行片光平滑；Image Balancing 可以把以前不简单看到的粒子能够显示出来；ROI Extract 用于截取一部分分析用的图片区域；Image mean 用于图片的某一像素平均运算；Image RMS 图片像素的均方根运算；Image min/m
24、ax 图片像素最小与最大运算；Image Stitch 图片拼接（当流场较大时就可以采纳此方法）Image Histogram 直方图 Image Processing Library（IPL）：低通、高通 其他选项请参考 Help；4.3.2 Image Conversion 图片对应次序转换界面Make Single Frame 用于储存某一单帧；Make Double Frame 用于更换全部帧的次序；Make Reverse Frame 由于反转图片次序；Image Resolution 用于转变图片的位数 颜色数 ；15 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - -
25、 - - - - - - 第 15 页,共 30 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -4.3.3 Masking 图片不需要分析的区域,复杂划分工具界面点击 Define Mask 进入分析区域划分界面有多种工具可供挑选,显示红色的地方,在后面的运算中,将不会被分析运算；Image Masking 进行图片的分析运算,同时忽视 Mask 中挑选的区域； （一般建议不对原图进16 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 16 页,共 30 页 - - -
26、- - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -行 MASK,建议对原图进行PIV 分析后再对所得矢量图进行MASK；）4.3.4 PIV Signal PIV数据运算操作界面如上图示,假如对原图进行PIV 运算,就将鼠标放在1 处,点右键分析；也可只对感爱好的区域进行 PIV 运算,这时将鼠标放在 2 处,点右键分析；Cross-correlation 不常用,不表； （与下面的菜单功能一样）；Adaptive Correlation（生成矢量图）Adaptive Correlation 自适应相互关法；点击将显现下面的界面；其中
27、 Final interrogation area size 是挑选最小辨论的网格大小,一般建议 32*32,64*64 为宜； Overlap 表示在更大的网格范畴内查找相关粒子进行运算,一般挑选 25%或者 50%；其余挑选框中,保持 2 为宜；在options 中, high accuracy subpixel refinement 用于粒子小于一个像素时；Use deforming windouws 适用于大流速时的变形网格中,现在的 PIV 算法已经包含在内,可不选；其余选项可以保持默认状态,假如需要修改,请参考 Help；17 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - -
28、 - - - - - - - - 第 17 页,共 30 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -自适应相互关法选项图过滤方法一般不用18 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 18 页,共 30 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -验证选项对 Peak validation 中 Minimun peak height relative to peak选项,可以不用；
29、假如使用,就设为 1.08；Local Neighborhood Validation 选 Use Moving Average属于 PIV矢量的一种后处理方法； None 表示原始的 PIV 运算结论 其余选项最好不用；Average Correlation 19 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 19 页,共 30 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -上图中,一般采纳 Central difference 方法, Forward differe
30、nce 用于 LIF方法（激光诱发荧光粒子测量方法,未购买； ）用于粒子较少的时候,对多幅图片进行加权平均,得到一个图片的结果；FlexPIV 初始界面FlexPIV用于自主绘制需要运算的网格；点击Edit 进入下面的编辑状态；具体操作见Help；20 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 20 页,共 30 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -本操作的重点是右边的挑选项的设置,网格中以绿点为中心；转变网格类型就相当于转变以中心为准的网格外形；其中 S
31、hape type 为定义网格类型：Wall整个平面都不分析Grid一般网格Fals hole在一般网格内部网格进行加密分析,结合 rid 网格使用；Hole在 Grid 内部划分不分析的区域,结合 rid 网格使用；21 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 21 页,共 30 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -Grid options 4.3.5 Plots 生成图表、云图：22 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - -
32、 - - - - - 第 22 页,共 30 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -Scalar Map 将矢量图转为标量图（云图）；Extract 对比两个点的特点（差别）；Profile Plot 对比两条线的差别； （矢量沿某一线上的变化,需要将矢量图先显示）；Spectrum 对某一点进行谱分析（能量密度分析）；4.3.6 Coordinates Grid Interpolation 将非结构化网格拟合成结构化网格4.3.7 Statistics 23 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - -
33、 - - - - - - - - - - 第 23 页,共 30 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -Image Mean 统计图像平均值Image RMS 统计图像均方根Image Min/Max 统计图像最小最大值4.3.8 Vector & Derivative 本操作对矢量图有效Scalar Derivatives 可以运算速度梯度,涡量等；24 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 24 页,共 30 页 - - - - - - - - -
34、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -Streamlines 可以绘画流线；25 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 25 页,共 30 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -流线成效图Line Integral convolution 可以画水纹图水纹成效图26 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 26 页,共 30 页 - - - - - - -
35、 - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -Vector Statistics 统计平均流场成效图4.3.9 Coordinates 只对矢量图有效27 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 27 页,共 30 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -Vector Rotation/Mirroring 对矢量进行转动或者镜像Vector Stitching 对象较大时,可以对图像进行对接Vector De
36、warping 对有角度偏差的矢量进行修正Grid Interpolation 对网格插值；有时只有完成这一步后才能进行 涡量的运算；4.3.10 选定气泡过程依照下图 Shadow Processing命令用框选选定气泡FlexPIV 的操作,如云图,Shadow右键Partical Characterisation ShadowProcessing OK Assistant Select挑选具有代表性的气泡（即灰度值能代表大部分气泡）幅图片；28 OKOK；具体操作如下四细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 28 页,共 30 页 -
37、- - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -此时得到了气泡轮廓图片右键将背景颜色改为黑色；假如气泡选定与原图不符合,可以通过重新设定29 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 29 页,共 30 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -4.3.11 Matlab 连接口Analize Links Matlab link 将软件与 Matlab 进行连接；4.3.12 三维 PIV 分析Stereo PIV Processing用空格键选定“ 标定值”总图目录上右键分析；4.3.13 导入图片（两个相机）、矢量图（两个相机）在依据提示挑选图片所在文件夹,支持输入 bmp、 jpg、tif 格式图片；可以依据需要挑选图片张数；30 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 30 页,共 30 页 - - - - - - - - -