粒子图像测速和粒径测量系统是一款LED粒径速度测试系统,使用LED灯取代昂贵的激光粒子图像测速PIV系统中的双腔PIV激光器,为流场测速和阴影法粒径测量提供更为经济的测量方案。
粒子图像测速和粒径测量系统采用LED背景光照明运单粒子颗粒,LED光源的FWHM为23-70ns的脉冲LED背景照明可以对快速移动的粒子和结构进行成像。 LED脉冲发生器可发射成对的两个光脉冲,通过1296×966像素的CCD相机记录粒子图像计算出粒子速度和粒径大小。

这种LED粒径速度测试系统能够测量的区域的面积和体积可通过由远心镜头限定,只有在该区域内的粒子才能有效聚焦并显示清晰。根据光学镜头类型不同，这套LED粒径速度测试系统这套粒子图像测速和粒径测量系统的分辨率高达为5.3微米或9.3微米,而且标准相机可以提供2倍高的分辨率成像。
这套粒子图像测速和粒径测量系统采用B型标准镜头的成像区域为6.08 x 4.53mm，视野深度/景深为±2.74mm,测量体积相当于75.5立方毫米的区域。测量体积外的颗粒首先首通过图像处理软件ImageJ，LabView而去除，然后进行测试区域内的颗粒大小和计数。
这套粒子图像测速和粒径测量系统镜头距离测试区域可大110mm的工作距离,适合测量热流和侵蚀流等特殊流场。

图1：粒子图像测速和粒径测量系统原理图，操作简单，比如设定时间延迟(1-2us用于高速流场）,记录1-3分钟就可获得2300对粒子图像，马上即可分析得到速度和粒径数据
粒子图像测速和粒径测量系统优点
高质量的双脉冲LED光带来高质量的成对的粒子图像
可测量单个粒子在低速和高速下的速度
可测量各种颗粒和液滴的粒径
高性能,可定制解决方案且低成低
双脉冲LED光源可与其它设备同步,延迟仅为50ns
结构紧凑，坚固且灵活
粒子图像测速和粒径测量系统包括所有需要的部件,完整的文档和测试报告,确保用户使用放心。
粒子图像测速和粒径测量系统还能提供LED阴影成像法测量粒径,可用于喷雾,液滴,固体颗粒粒径分析,也适合不规则固体颗粒粒径分析。

左图:喷雾特写
右图为喷雾尾部雾滴特写。通过图像处理可以去除聚焦外的液滴

生物燃油喷雾测量：粒子速度和粒径大小可以通过成对的粒子图像计算获得,液滴破碎这样的细节可以研究。图为丹麦DTU化学工程学院实验结果。