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Kameraanordnungen für 2D- und Stereo-PIV Aufnahmen

2D & Stereo PIV

LaVision’s FlowMaster PIV Systeme unterstützen 2D sowie Stereo-PIV Aufnahmen. FlowMaster 2D Systeme messen mit einer Kamera beide Geschwindigkeitskomponenten im Lichtschnitt (2D2C), FlowMaster Stereo-PIV Systeme mit zwei Kameras alle drei Komponenten im Lichtschnitt (2D3C). Stereo-PIV Aufnahmen werden nach dem Prinzip der stereoskopischen Bilderfassung durchgeführt: zwei Kameras nehmen die angestrahlten PIV-Teilchen im Lichtschnitt aus unterschiedlichen Perspektiven auf, wobei die Winkelanordnung von Kamerasensor, Linsenebene und Lichtschnitt die sogenannte Scheimpflugbedingung erfüllt, um eine scharfe Abbildung über das ganze Bildfeld zu erzielen. Die z- oder auch „Out-of-Plane“ Geschwindigkeitskomponente errechnet sich dann aus den Partikelbildern beider Kameraprojektionen.
Für Stereo-PIV Aufnahmen hat LaVision ein leistungsstarkes und patentiertes Kamera Kalibrierungsverfahren entwickelt. Diese sogenannte „Self-Calibration“ Methode benutzt die räumliche Abweichungen in den Partikelbildern selbst, um Ausrichtungsfehler zwischen Kalibrierplatte und Laserlichtschnitt auszugleichen.

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FlowMaster Stereo-PIV Aufbau, Prinzip der „Self-Calibration“ Methode und ein Stereo-PIV 2D3C Vektorfeld
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Strömungsfeld mit farbkodierter PIV Messgenauigkeit

PIV Messgenauigkeit

Für die PIV Messtechnik ist wie für alle physikalischen Messverfahren eine Fehlerbetrachtung für den individuellen Geschwindigkeitsvektor sowie für die daraus abgeleitete Größen unerlässlich. Zur Zeit ist die von LaVision entwickelte und in DaVis implementierte Correlation Statistics Methode der beste Ansatz zur Fehlerbetrachtung von PIV Daten.
Die Information über die Ungenauigkeit der PIV Daten kann umgekehrt auch genutzt werden, um PIV Systemeinstellungen zu optimieren, oder um Rauschanteile aus PIV Aufnahmen ohne Informationsverlust zu entfernen.
Der sogenannte Denoising-Filter verbessert nach diesem Prinzip PIV Aufnahmen und steht dem Anwender im DaVis PIV Paket als Bildverarbeitungsroutine zur Verfügung.vor dem Kameraobjektiv ein.


Die PIV Messgenauigkeit wird neben der Teilchenzahldichte, der z-Geschwindigkeitskomponente senkrecht zum Lichtschnitt und der Größe des Korrelationsfensters auch von der Größe des Partikelbildes relativ zur Pixelgröße bestimmt. Wird das Partikelbild nur auf 1 oder zwei Pixel abgebildet, wird der PIV Korrelationswert nur bei ganzzahligen Pixelwerten gefunden (Peak-Locking). Zur Minimierung dieses Effekts setzt LaVision Anti-Peak-Locking Filter
FlowMaster PIV
Systemeigenschaften
  • Komplette Systemsteuerung mit der DaVis Software
  • PIV Messgenauigkeit berechnet mit der Correlation Statistics Methode
  • Schnelle GPU basierte Bildauswertung
  • PIV Algorithmen auf neuestem technologischen Stand (beste Ergebnisse bei allen PIV Vergleichstests (International PIV Challenges)
  • Patentiertes Stereo-PIV Self-Calibration Verfahren
  • On-line Assistenz bei der Einstellung der PIV-Systemparameter
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On-line Unterstützung in DaVis für beste PIV Aufnahmequalität
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