人力资源PIV操作手册

1、 PIV操操作手册册目录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc259825386 特别注意意事项 PAGEREF _Toc259825386 h 33 HYPERLINK l _Toc259825387 1 PIIV设备备连接 PAGEREF _Toc259825387 h 44 HYPERLINK l _Toc259825388 1.1设设备连接接原理图图 PAGEREF _Toc259825388 h 4 HYPERLINK l _Toc259825389 1.1.1相机机连接方方法和注注意事项项 PAGEREF _Toc259825389 h 4 HYPERLI

2、NK l _Toc259825390 1.1.2同步步器连接接 PAGEREF _Toc259825390 h 5 HYPERLINK l _Toc259825391 1.1.3电脑脑连接 PAGEREF _Toc259825391 h 66 HYPERLINK l _Toc259825392 2 PIIV软件件安装 PAGEREF _Toc259825392 h 77 HYPERLINK l _Toc259825393 3 PIIV使用用主要操操作顺序序 PAGEREF _Toc259825393 h 7 HYPERLINK l _Toc259825394 4 PIIV软件件使用说说明 PA

3、GEREF _Toc259825394 h 9 HYPERLINK l _Toc259825395 4.1设设备连接接与采集集操作 PAGEREF _Toc259825395 h 99 HYPERLINK l _Toc259825396 4.2数数据查看看方法 PAGEREF _Toc259825396 h 111 HYPERLINK l _Toc259825397 4.3数数据分析析方法 PAGEREF _Toc259825397 h 112 HYPERLINK l _Toc259825398 4.3.1 IImagge PProccesssingg PAGEREF _Toc25982539

4、8 h 12 HYPERLINK l _Toc259825399 4.3.2 IImagge CConvverssionn PAGEREF _Toc259825399 h 14 HYPERLINK l _Toc259825400 4.3.3 MMaskkingg PAGEREF _Toc259825400 h 14 HYPERLINK l _Toc259825401 4.3.4 PPIV Siggnall PAGEREF _Toc259825401 h 15 HYPERLINK l _Toc259825402 4.3.5 PPlotts PAGEREF _Toc259825402 h 199

5、HYPERLINK l _Toc259825403 4.3.6 CCoorrdinnatees PAGEREF _Toc259825403 h 200 HYPERLINK l _Toc259825404 4.3.7 SStattistticss PAGEREF _Toc259825404 h 20 HYPERLINK l _Toc259825405 4.3.8 VVecttor & DDeriivattivee PAGEREF _Toc259825405 h 21 HYPERLINK l _Toc259825406 4.3.9 CCoorrdinnatees PAGEREF _Toc25982

6、5406 h 244 HYPERLINK l _Toc259825407 4.3.10 选定气气泡过程程 PAGEREF _Toc259825407 h 25 HYPERLINK l _Toc259825408 4.3.11 Mattlabb连接口口 PAGEREF _Toc259825408 h 25 HYPERLINK l _Toc259825409 4.3.12 三维PIIV分析析 PAGEREF _Toc259825409 h 25特别注意意事项1 激光光非常危危险，特特别注意意眼睛和和相机安安全，操操作一定定按照规规定方法法执行。2 使用用激光器器前，仔仔细检查查各系统统是否连连接正

7、确确。3 相机机不能长长时间连连接电源源，不用的的时候一一定将电电源线拔拔掉。4 用相相机标定定时，需需要拆下下滤光镜镜，此时时不允许许打开激激光器，打打开激光光器前，必必须安装装上相机机镜头盖盖。5 做实实验前一一定要盖盖上滤光光片6 激光光器必须须每周至至少使用用一次，否否则性能能将下降降。7 实验验时，不不允许非非实验人人员在实实验室停停留。特别情况况处理：有时会发发生软件件异常情情况，这这种情况况下删除除两个目目录，即即可恢复复。c:pproggrammDattaDDanttec Dynnamiicsc:uuserrdeellApppDattaLLocaalDDanttec Dynna

8、miics1 PIIV设备备连接1.1设设备连接接原理图图设备连接接原理图图1.1.1相机连连接方法法和注意意事项相机通过过白色宽宽数据线线连接电电脑，用用一黑色色圆头线线同时连连接相机机电源和和同步器器，其中中同步线线连接线线接同步步器输出出端5（OOUT55）和66（OUUT6）。注意在不不使用相相机时（做做完实验验），一一定要拔拔掉相机机电源否否则有烧烧毁的危危险。建建议拔掉掉电源与与插线板板之间的的连接。相机在使使用中一一定注意意保护CCCD，在有激光时，必须盖上镜头盖（标定时）或者安装上滤光片（实验时），并且不能让激光直射或者强反射到相机里面。相机镜头头可调节节光圈大大小和进进行对焦

9、焦。在完完成对焦焦后不得得移动和和旋转相相机和相相机镜头头。相机连接接图1.1.2同步器器连接同步器负负责连接接电脑、相机和和激光器器。在同同步器输输入面，只只需要用用宽数据据线连接接电脑的的NI输输出端。在同步步器输出出面，用用控制电电缆线分分别连接接相机和和双腔激激光器。同步器输输出面本系统中中，1、3接口口分别连连接A、B CClocck，33、4接接口连接接Q-iin。1.1.3电脑连连接电脑连接接相机和和同步器器。注意，本本PIVV软件配配有专门门的软件件加密狗狗，外形形像优盘盘。要使使用PIIV系统统就必须须插上加加密狗。必须须注意保保护加密密狗，谨防防有人误误将加密密狗带走。同时

10、如果果发生加加密狗丢丢失，需需要找到到一份PPIV系系统软件件明细单单，向PIVV公司重重新购买买加密狗狗。电脑连接接2 PIIV软件件安装首先安装装64位位操作系系统，然然后安装装DELLL驱动动（WIIN7系系统中自自带趋动动，不需需要额外外安装），然后安装DANTEC公司提供的PCle图形采集卡驱动NI-IMAQ和同步器控制卡PCI卡驱动DAQmx，再装PCIe卡和PCI插入计算机，最后安装Dynamic Studio软件dynamicstudio V3.0。只有在插插上加密密狗后，软软件才能能使用。3 PIIV使用用主要操操作顺序序3.1开开机前: 开机前前检查设设备连线线是否正正确(

11、同步器器1,88只能用用一个)，并打打开所有有仪器的的电源（相相机、激激光器，当当然还有有计算机机）。3.2开开机步骤骤:（1）开开启计算算机（22）启动动DynnamiicSttudiio操作作软件。3.3标标定步骤骤:检查相机机镜头盖盖是否盖盖上，若若没盖上上，请盖盖上镜头头盖。使激光器器发光（一般只发射一腔激光即可，一般为为Laser1），用片光找到要测量的平面；此时，注意保护眼睛，激光能量尽量小一些，我们能看到激光即可。设置为单单帧模式式，Trriggger ratte 用用455Hz，点点Preevieew。(Prreviiew模模式下NNumbber of imaagess 没用用

12、，激光光用一直直发光，直直至Sttop停停止)。移动标定定靶，使使其在激激光片光光平面内内，即标标定靶所所在平面面为实际际要测量量的平面面；此时时，注意意保护眼眼睛，激激光能量量尽量小小一些，我我们能看看到激光光即可。关闭激光光器（用激激光器控控制面板板关闭），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摄区域的中间位置（即尽量使两个相机的拍摄区域重合。此时相机不用滤光镜）；调焦。使使两个相相机很好好地聚焦在在标定靶靶上。检查连线线（软件件界面内内）。运行单帧帧模式，采采集一张张图片，切切换到AAcquuiree

13、d DDataa栏(MMenuu-VVieww-AAcquuireed DDataa)点击Saave forr Caalibbrattionn，把数数据存为为标定数数据；然然后再分分别向前前和向后后移动坐坐标靶对对称的采采集几个个位置（一一般5个个就可以以），并并记住这这几个位位置的ZZ值（第第一张为为Z00处）。（注意意：坐标标靶平面面为XYY平面，坐坐标靶向向靠近相相机的方方向移动动为Z的的正方向向）；采集并存存储完成成后，切切换到分分析模式式，在所所得图片片上点击击右键Cusstommizeed ppropperttiess选择ZZ选项框框确定；然后再再右键点点击图片片Shoow CCo

14、nttentts LListt这时可可以看到到所获取取的几幅幅图片点击每每一图片片，在左左下方的的Prooperrtiees栏里里都可以以看到图图片属性性（这时时多了ZZ项）依次填填入每个个图片的的Z值（图片与与Z值必必须对应应正确）；右键点击击总图片片CallibrrateeCallibrratiionImaage Moddel Fitt(IMMF)tarrgett选择标标定板型型号，iimaggingg moodell 选择择dirrectt liineaar ttrannsfoorm，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效果。显示

15、过后，即看圆心点与直线交叉点的重合度好不好，重合好就说明标定效果好。如果重合不好，则需要重新标定，直到满意为止。（标定时，注意拍摄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。标定拍摄摄时，最最好是标定靶靶占满整整个拍摄摄窗口。运用一个个相机进进行二维维PIVV标定时时的步骤骤：把相机盖盖盖上（一一定要盖盖上），打打开激光光器，用用片光找找到要测测量的平平面；在片光平平面中放放入一把把尺子，并并关闭激激光，打打开相机机盖；运行DyynammicSStuddio软软件，新新建一个个Dattabaase并并切换到到采集模模式，运运用“F

16、reee RRun”模式来来调焦，使使相机尽尽可能清清楚的拍拍到尺子子（此时时相机不不用滤光光镜）；选择单帧帧拍摄模模式采集图图片数输输入1点击AAcquuiree采集图图片（此此时激光光器可以以用内触触发，用用自然光光拍摄；也可以以用外触触发，但但相机要要加上滤滤光片）切换到Acquired Data栏点击Save for Calibration，把数据存为标定数据； 采集并存存储完成成后，切切换到分分析模式式，在所所得图片片上点击击右键Meaasurre SScalle FFacttor把图片片中的AA和B分分别拖到到两个刻刻度上选择AAbsoolutte DDisttancce输入AA到

17、B的的距离OK；3.4测测试和数数据分析析:A把相相机加上上滤光片片，激光光器按下下Simmmerr（绿钮钮）和WWorkk(红钮)（做好好发光准准备）；B.DyynammicSStuddio软软件切换换到Prreviiew模模式下，选择双帧拍摄模式输入合适的Time Between Pulse输入采集频率调节激光器光源强度，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。分析方法法，在图图像上点点击右键键，选定定Dissplaay OOptiionss如上右图图，选网网格大小小，每个个网格内内有5-8个粒粒子时PPIV计计算结果果较为理理想。按按键盘字字母T，

18、可可自动在在第1帧和第第2帧切换换，当一一个粒子子在两帧帧之间移移动不超超 过网网格的11/2时时，说明明跨帧时时间合适适。C输入入采集图图片数点击AAcquuiree采集图图片切换到到Acqquirred Datta栏点击SSavee innDattabaase；D采集集并存储储完成后后，切换换到分析析模式，进行分分析，分分析方法法见后面面介绍。4 PIIV软件件使用说说明4.1设设备连接接与采集集操作4.1.1 激激光器添添加 控制制面板上上tooolsllighht ssourrce wizzardd，接下下来进入入添加步步骤。按照提示示进行操操作给定定激光器器名称（比比如viilitt

19、e3550）选取TTwo carrvittiess其余均均采用默默认参数数即可。1.maax ttrigggerr frrequuenccy设置置为100HZ。2.fllashh 1 to Qswwitcch1 dellay和和flaash 2 tto QQswiitchh2 ddelaay 设设为5555s3.Qsswittch 1acctivvatiion dellay和和Qswwitcch 22 acctivvatiion dellay均均设为00.877s.其余均采采用默认认设置即即可。然后进入入采集模模式，在在右侧控控制面板板上选择择synnchrroniizattionn Caab

20、lees 出出现如下下图所示示：并且且比下图图多出两两个相机机接口，分分别连接接第五和和第六个个箭头即即可。接入相机机和同步步器，选选择Crreatte DDefaaultt coonneectiion（告告诉软件件，硬件件是怎么么连接的的）相机双帧帧模式与与单帧模模式数据保存存界面Timee beetweeen pullsess：为激激光器两两腔之间间的时间间（只在在双帧模模式下适适用）,可以调调节，根根据拍摄摄图像粒粒子移动动距离而而定，一一般保证证示踪粒粒子在最最小单元元格（332*332）中中移动11/4到到1/22的时间间为准。可调范范围为几几十纳秒秒到6770000纳秒。注意：获获

21、得的图图像中，每每个单元元格中的的粒子数数最好为为5-88个，每个个粒子所所占的像像素最好好是2个个左右。Trigggerr raate：拍摄频频率，最最高为77.4。Numbber of imaagess：拍摄照照片对的的数量。其中Frree Runn为观测窗窗口，在在单帧模模式中，当激光机不发光，相机进行对焦时使用，其连续不停。其中Prreviiew 用于试试拍摄，激激光发光光，其连连续不停停。可以以观测激激光能量量和所加加粒子浓浓度是否否合适。其中Accquiire用用于正式式采集数数据。注注意标定定时，一一定将激激光器关关掉。在在正式采采集数据据时，一一定先安安装上滤滤光镜。使用Acc

22、quiire正正式采集集后保存存数据，如如果是标标定，选选择Saave forr Caalibbrattionn。如果果是PIIV图像像，选择择Savve ffor Dattabaase。选择Cllearr Buuffeers进进行清除除图片所所占的内内存。4.2数数据查看看方法数据处理理窗口在FloowSeensee上左双双击出现现对应图图片，右右击选择择Shoow CConttentts LListt（对后后面所有有右击，只只要出现现都适用用）就可可以看到到对应图图片对的的列表；或选择择Anaalyssis进进行分析析工作（注注意此时时是进行行图片的的分析，与与后面矢矢量图的的分析有有区别

23、。）双击拍摄摄的图片片会出现现下图，然然后拖动动蓝色的的方块进进行调节节，就可可以看到到不太明明显的粒粒子。调节图片片灰度界界面在FloowSeensee上点右右键选AAnallyzee选Imaage proocesssinngROII Exxtraact，进进入界面面如下：在空白处处点右键键，点CColoor MMap Andd Hiistoograam，如如右上图图。调节节直方图图变换工工具，在在空白处处即可出出现照的的PIVV图像。拖动浅红红色边框框的四个个角，将将需要计计算的流流场包括括进去，以以后的计计算只计计算红色色边框之之内的图图像元素素。4.3数数据分析析方法若想得到到正确的的

24、矢量图图结果,需要注注意以下下步骤:此步骤的的目的是是得到较较准确的的PIVV两维流流场图.特别是是镜头与与拍摄平平面不垂垂直时,此步骤骤尤为重重要.4.3.1 IImagge PProccesssingg图片像素素分析界界面Imagge AArittthmmetiic 表表示对像像素的加加减乘除除运算。（例如如当图片片较暗的的时候，可可以对图图片进行行乘法运运算）Defiine Imaage Ballancce定义义片光的的修正，进进行片光光平滑。Imagge BBalaanciing 可以把把以前不不容易看看到的粒粒子能够够显示出出来。ROI Exttracct用于于截取一一部分分分析用的

25、的图片区区域。Imagge mmeann用于图图片的某某一像素素平均计计算。Imagge RRMS图图片像素素的均方方根计算算。Imagge mmin/maxx图片像像素最小小与最大大计算。Imagge SStittch 图片拼拼接（当当流场较较大时就就可以采采用此方方法）Imagge HHisttogrram 直方图图Imagge PProccesssingg Liibraary（IIPL）：低通、高通其他选项项请参考考Hellp。4.3.2 IImagge CConvverssionn图片对应应顺序转转换界面面Makee Siinglle FFramme用于于保存某某一单帧帧。Makee

26、Dooublle FFramme用于于更改所所有帧的的顺序。Makee Reeverrse Fraame 由于反反转图片片顺序。Imagge RResooluttionn用于改改变图片片的位数数(颜色数数)。4.3.3 MMaskkingg图片不需需要分析析的区域域，复杂杂划分工工具界面面点击Deefinne MMaskk进入分分析区域域划分界界面有多种工工具可供供选择，显显示红色色的地方方，在后后面的运运算中，将不会被分析计算。Imagge MMaskkingg 进行行图片的的分析计计算，同同时忽略略Massk中选选择的区区域。（一一般建议议不对原原图进行行MASSK，建建议对原原图进行行P

27、IVV分析后后再对所所得矢量量图进行行MASSK。）4.3.4 PPIV SiggnallPIV数数据计算算操作界界面如上图示示，如果果对原图图进行PPIV计计算，则则将鼠标标放在11处，点点右键分分析；也也可只对对感兴趣趣的区域域进行PPIV计计算，这这时将鼠鼠标放在在2处，点点右键分分析。Crosss-ccorrrelaatioon不常用，不不表。（与与下面的的菜单功功能一致致）。Adapptivve CCorrrelaatioon（生生成矢量量图）Adapptivve CCorrrelaatioon自适适应互相相关法。点点击将出出现下面面的界面面。其中中Finnal intterrrog

28、aatioon aareaa siize 是选择择最小分分辨的网网格大小小，一般般建议322*322,644*644为宜。Oveerlaap 表表示在更更大的网网格范围围内寻找找相关粒粒子进行行计算，一一般选择择25%或者550%。其余选选择框中中，保持持2为宜宜。在ooptiionss中，hhighh acccurracyy suubpiixell reefinnemeent 用于粒粒子小于于一个像像素时；Usee deeforrminng wwinddouwws适用用于大流流速时的的变形网网格中，现现在的PPIV算算法已经经包含在在内，可可不选。其余选选项可以以保持默默认状态态，如果果需要

29、修修改，请请参考HHelpp。自适应互互相关法选项项图过滤方法法一般不不用验证选项项对Peaak vvaliidattionn中Miinimmun peaak hheigght rellatiive to peaak选项项，可以以不用。如果使使用，就就设为11.088。Locaal NNeigghboorhoood Vallidaatioon选Usee Moovinng AAverragee(属于于PIVV矢量的的一种后后处理方方法。NNonee表示原原始的PPIV计计算结论论)其余选选项最好好不用。Averragee Coorreelattionn上图中，一一般采用用Cenntraal dd

30、ifffereencee 方法法，Foorwaard diffferrencce用于于LIFF方法（激激光诱发发荧光粒粒子测量量方法，未未购买。）用于粒子子较少的的时候，对对多幅图图片进行行加权平平均，得得到一个个图片的的结果。FlexxPIVV初始界面面FlexxPIVV用于自自主绘制制需要计计算的网网格。点点击Eddit进进入下面面的编辑辑状态。详细操操作见HHelpp。本操作的的重点是是右边的的选择项项的设置置，网格格中以绿绿点为中中心。改改变网格格类型就就相当于于改变以以中心为为准的网网格形状状。其中Shhapee tyype为为定义网网格类型型：Walll整个个平面都都不分析析 Gr

31、rid普通通网格 Faals holle在普通通网格内内部网格格进行加加密分析析，结合合riid网格格使用。Holee在GGridd内部划划分不分分析的区区域,结结合rrid网网格使用用。Gridd opptioons 4.3.5 Ploots生成图表表、云图图：Scallar Mapp 将矢矢量图转转为标量量图（云云图）。Extrractt 对比比两个点点的特点点（差别别）。Proffilee Pllot 对比两两条线的的差别。（矢量量沿某一一线上的的变化，需需要将矢矢量图先先显示）。Specctruum 对对某一点点进行谱谱分析（能能量密度度分析）。4.3.6 CooorddinaatessGrrid Intterppola