人力資源PIV操作手冊

1、 PIV操操作手冊冊目錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc259825386 特別注意意事項 PAGEREF _Toc259825386 h 33 HYPERLINK l _Toc259825387 1 PIIV設備備連接 PAGEREF _Toc259825387 h 44 HYPERLINK l _Toc259825388 1.1設設備連接接原理圖圖 PAGEREF _Toc259825388 h 4 HYPERLINK l _Toc259825389 1.1.1相機機連接方方法和注注意事項項 PAGEREF _Toc259825389 h 4 HYPERLI

2、NK l _Toc259825390 1.1.2同步步器連接接 PAGEREF _Toc259825390 h 5 HYPERLINK l _Toc259825391 1.1.3電腦腦連接 PAGEREF _Toc259825391 h 66 HYPERLINK l _Toc259825392 2 PIIV軟件件安裝 PAGEREF _Toc259825392 h 77 HYPERLINK l _Toc259825393 3 PIIV使用用主要操操作順序序 PAGEREF _Toc259825393 h 7 HYPERLINK l _Toc259825394 4 PIIV軟件件使用說說明 PA

3、GEREF _Toc259825394 h 9 HYPERLINK l _Toc259825395 4.1設設備連接接與采集集操作 PAGEREF _Toc259825395 h 99 HYPERLINK l _Toc259825396 4.2數(shù)數(shù)據(jù)查看看方法 PAGEREF _Toc259825396 h 111 HYPERLINK l _Toc259825397 4.3數(shù)數(shù)據(jù)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 選定氣氣泡過程程 PAGEREF _Toc259825407 h 25 HYPERLINK l _Toc259825408 4.3.11 Mattlabb連接口口 PAGEREF _Toc259825408 h 25 HYPERLINK l _Toc259825409 4.3.12 三維PIIV分析析 PAGEREF _Toc259825409 h 25特別注意意事項1 激光光非常危危險，特特別注意意眼睛和和相機安安全，操操作一定定按照規(guī)規(guī)定方法法執(zhí)行。2 使用用激光器器前，仔仔細檢查查各系統(tǒng)統(tǒng)是否連連接正

7、確確。3 相機機不能長長時間連連接電源源，不用的的時候一一定將電電源線拔拔掉。4 用相相機標定定時，需需要拆下下濾光鏡鏡，此時時不允許許打開激激光器，打打開激光光器前，必必須安裝裝上相機機鏡頭蓋蓋。5 做實實驗前一一定要蓋蓋上濾光光片6 激光光器必須須每周至至少使用用一次，否否則性能能將下降降。7 實驗驗時，不不允許非非實驗人人員在實實驗室停停留。特別情況況處理：有時會發(fā)發(fā)生軟件件異常情情況，這這種情況況下刪除除兩個目目錄，即即可恢復復。c:pproggrammDattaDDanttec Dynnamiicsc:uuserrdeellApppDattaLLocaalDDanttec Dynna

8、miics1 PIIV設備備連接1.1設設備連接接原理圖圖設備連接接原理圖圖1.1.1相機連連接方法法和注意意事項相機通過過白色寬寬數(shù)據(jù)線線連接電電腦，用用一黑色色圓頭線線同時連連接相機機電源和和同步器器，其中中同步線線連接線線接同步步器輸出出端5（OOUT55）和66（OUUT6）。注意在不不使用相相機時（做做完實驗驗），一一定要拔拔掉相機機電源否否則有燒燒毀的危危險。建建議拔掉掉電源與與插線板板之間的的連接。相機在使使用中一一定注意意保護CCCD，在有激光時，必須蓋上鏡頭蓋（標定時）或者安裝上濾光片（實驗時），并且不能讓激光直射或者強反射到相機里面。相機鏡頭頭可調節(jié)節(jié)光圈大大小和進進行對焦

9、焦。在完完成對焦焦后不得得移動和和旋轉相相機和相相機鏡頭頭。相機連接接圖1.1.2同步器器連接同步器負負責連接接電腦、相機和和激光器器。在同同步器輸輸入面，只只需要用用寬數(shù)據(jù)據(jù)線連接接電腦的的NI輸輸出端。在同步步器輸出出面，用用控制電電纜線分分別連接接相機和和雙腔激激光器。同步器輸輸出面本系統(tǒng)中中，1、3接口口分別連連接A、B CClocck，33、4接接口連接接Q-iin。1.1.3電腦連連接電腦連接接相機和和同步器器。注意，本本PIVV軟件配配有專門門的軟件件加密狗狗，外形形像優(yōu)盤盤。要使使用PIIV系統(tǒng)統(tǒng)就必須須插上加加密狗。必須須注意保保護加密密狗，謹防防有人誤誤將加密密狗帶走。同時

10、如果果發(fā)生加加密狗丟丟失，需需要找到到一份PPIV系系統(tǒng)軟件件明細單單，向PIVV公司重重新購買買加密狗狗。電腦連接接2 PIIV軟件件安裝首先安裝裝64位位操作系系統(tǒng)，然然后安裝裝DELLL驅動動（WIIN7系系統(tǒng)中自自帶趨動動，不需需要額外外安裝），然后安裝DANTEC公司提供的PCle圖形采集卡驅動NI-IMAQ和同步器控制卡PCI卡驅動DAQmx，再裝PCIe卡和PCI插入計算機，最后安裝Dynamic Studio軟件dynamicstudio V3.0。只有在插插上加密密狗后，軟軟件才能能使用。3 PIIV使用用主要操操作順序序3.1開開機前: 開機前前檢查設設備連線線是否正正確(

11、同步器器1,88只能用用一個)，并打打開所有有儀器的的電源（相相機、激激光器，當當然還有有計算機機）。3.2開開機步驟驟:（1）開開啟計算算機（22）啟動動DynnamiicSttudiio操作作軟件。3.3標標定步驟驟:檢查相機機鏡頭蓋蓋是否蓋蓋上，若若沒蓋上上，請蓋蓋上鏡頭頭蓋。使激光器器發(fā)光（一般只發(fā)射一腔激光即可，一般為為Laser1），用片光找到要測量的平面；此時，注意保護眼睛，激光能量盡量小一些，我們能看到激光即可。設置為單單幀模式式，Trriggger ratte 用用455Hz，點點Preevieew。(Prreviiew模模式下NNumbber of imaagess 沒用用

12、，激光光用一直直發(fā)光，直直至Sttop停停止)。移動標定定靶，使使其在激激光片光光平面內內，即標標定靶所所在平面面為實際際要測量量的平面面；此時時，注意意保護眼眼睛，激激光能量量盡量小小一些，我我們能看看到激光光即可。關閉激光光器（用激激光器控控制面板板關閉），移去相機蓋，運行DynamicStudio軟件，切換到采集模式，運用“Free Run”模式調整兩個相機，使標定靶在兩個相機拍攝區(qū)域的中間位置（即盡量使兩個相機的拍攝區(qū)域重合。此時相機不用濾光鏡）；調焦。使使兩個相相機很好好地聚焦在在標定靶靶上。檢查連線線（軟件件界面內內）。運行單幀幀模式，采采集一張張圖片，切切換到AAcquuiree

13、d DDataa欄(MMenuu-VVieww-AAcquuireed DDataa)點擊Saave forr Caalibbrattionn，把數(shù)數(shù)據(jù)存為為標定數(shù)數(shù)據(jù)；然然后再分分別向前前和向后后移動坐坐標靶對對稱的采采集幾個個位置（一一般5個個就可以以），并并記住這這幾個位位置的ZZ值（第第一張為為Z00處）。（注意意：坐標標靶平面面為XYY平面，坐坐標靶向向靠近相相機的方方向移動動為Z的的正方向向）；采集并存存儲完成成后，切切換到分分析模式式，在所所得圖片片上點擊擊右鍵Cusstommizeed ppropperttiess選擇ZZ選項框框確定；然后再再右鍵點點擊圖片片Shoow CCo

14、nttentts LListt這時可可以看到到所獲取取的幾幅幅圖片點擊每每一圖片片，在左左下方的的Prooperrtiees欄里里都可以以看到圖圖片屬性性（這時時多了ZZ項）依次填填入每個個圖片的的Z值（圖片與與Z值必必須對應應正確）；右鍵點擊擊總圖片片CallibrrateeCallibrratiionImaage Moddel Fitt(IMMF)tarrgett選擇標標定板型型號，iimaggingg moodell 選擇擇dirrectt liineaar ttrannsfoorm，確定坐標軸xy方向即可。Ok生成imf.dlt文件。將imf.dlt文件拉入圖片中即可顯現(xiàn)標定效果。顯示

15、過后，即看圓心點與直線交叉點的重合度好不好，重合好就說明標定效果好。如果重合不好，則需要重新標定，直到滿意為止。（標定時，注意拍攝圖片亮度對標定結果的影響，如未標定成功可看提示是何問題）對相機2采集的圖片也進行相同操作。這樣標定操作完成。標定拍攝攝時，最最好是標定靶靶占滿整整個拍攝攝窗口。運用一個個相機進進行二維維PIVV標定時時的步驟驟：把相機蓋蓋蓋上（一一定要蓋蓋上），打打開激光光器，用用片光找找到要測測量的平平面；在片光平平面中放放入一把把尺子，并并關閉激激光，打打開相機機蓋；運行DyynammicSStuddio軟軟件，新新建一個個Dattabaase并并切換到到采集模模式，運運用“F

16、reee RRun”模式來來調焦，使使相機盡盡可能清清楚的拍拍到尺子子（此時時相機不不用濾光光鏡）；選擇單幀幀拍攝模模式采集圖圖片數(shù)輸輸入1點擊AAcquuiree采集圖圖片（此此時激光光器可以以用內觸觸發(fā)，用用自然光光拍攝；也可以以用外觸觸發(fā)，但但相機要要加上濾濾光片）切換到Acquired Data欄點擊Save for Calibration，把數(shù)據(jù)存為標定數(shù)據(jù)； 采集并存存儲完成成后，切切換到分分析模式式，在所所得圖片片上點擊擊右鍵Meaasurre SScalle FFacttor把圖片片中的AA和B分分別拖到到兩個刻刻度上選擇AAbsoolutte DDisttancce輸入AA到

17、B的的距離OK；3.4測測試和數(shù)數(shù)據(jù)分析析:A把相相機加上上濾光片片，激光光器按下下Simmmerr（綠鈕鈕）和WWorkk(紅鈕)（做好好發(fā)光準準備）；B.DyynammicSStuddio軟軟件切換換到Prreviiew模模式下，選擇雙幀拍攝模式輸入合適的Time Between Pulse輸入采集頻率調節(jié)激光器光源強度，使圖像灰度分布合理。雙擊采集圖片，分析示蹤粒子的密度，大小，跨幀時間是否合適等。分析方法法，在圖圖像上點點擊右鍵鍵，選定定Dissplaay OOptiionss如上右圖圖，選網(wǎng)網(wǎng)格大小小，每個個網(wǎng)格內內有5-8個粒粒子時PPIV計計算結果果較為理理想。按按鍵盤字字母T，

18、可可自動在在第1幀和第第2幀切換換，當一一個粒子子在兩幀幀之間移移動不超超 過網(wǎng)網(wǎng)格的11/2時時，說明明跨幀時時間合適適。C輸入入采集圖圖片數(shù)點擊AAcquuiree采集圖圖片切換到到Acqquirred Datta欄點擊SSavee innDattabaase；D采集集并存儲儲完成后后，切換換到分析析模式，進行分分析，分分析方法法見后面面介紹。4 PIIV軟件件使用說說明4.1設設備連接接與采集集操作4.1.1 激激光器添添加 控制制面板上上tooolsllighht ssourrce wizzardd，接下下來進入入添加步步驟。按照提示示進行操操作給定定激光器器名稱（比比如viilitt

19、e3550）選取TTwo carrvittiess其余均均采用默默認參數(shù)數(shù)即可。1.maax ttrigggerr frrequuenccy設置置為100HZ。2.fllashh 1 to Qswwitcch1 dellay和和flaash 2 tto QQswiitchh2 ddelaay 設設為5555s3.Qsswittch 1acctivvatiion dellay和和Qswwitcch 22 acctivvatiion dellay均均設為00.877s.其余均采采用默認認設置即即可。然后進入入采集模模式，在在右側控控制面板板上選擇擇synnchrroniizattionn Caab

20、lees 出出現(xiàn)如下下圖所示示：并且且比下圖圖多出兩兩個相機機接口，分分別連接接第五和和第六個個箭頭即即可。接入相機機和同步步器，選選擇Crreatte DDefaaultt coonneectiion（告告訴軟件件，硬件件是怎么么連接的的）相機雙幀幀模式與與單幀模模式數(shù)據(jù)保存存界面Timee beetweeen pullsess：為激激光器兩兩腔之間間的時間間（只在在雙幀模模式下適適用）,可以調調節(jié)，根根據(jù)拍攝攝圖像粒粒子移動動距離而而定，一一般保證證示蹤粒粒子在最最小單元元格（332*332）中中移動11/4到到1/22的時間間為準?？烧{范范圍為幾幾十納秒秒到6770000納秒。注意：獲獲

21、得的圖圖像中，每每個單元元格中的的粒子數(shù)數(shù)最好為為5-88個，每個個粒子所所占的像像素最好好是2個個左右。Trigggerr raate：拍攝頻頻率，最最高為77.4。Numbber of imaagess：拍攝照照片對的的數(shù)量。其中Frree Runn為觀測窗窗口，在在單幀模模式中，當激光機不發(fā)光，相機進行對焦時使用，其連續(xù)不停。其中Prreviiew 用于試試拍攝，激激光發(fā)光光，其連連續(xù)不停停?？梢砸杂^測激激光能量量和所加加粒子濃濃度是否否合適。其中Accquiire用用于正式式采集數(shù)數(shù)據(jù)。注注意標定定時，一一定將激激光器關關掉。在在正式采采集數(shù)據(jù)據(jù)時，一一定先安安裝上濾濾光鏡。使用Acc

22、quiire正正式采集集后保存存數(shù)據(jù)，如如果是標標定，選選擇Saave forr Caalibbrattionn。如果果是PIIV圖像像，選擇擇Savve ffor Dattabaase。選擇Cllearr Buuffeers進進行清除除圖片所所占的內內存。4.2數(shù)數(shù)據(jù)查看看方法數(shù)據(jù)處理理窗口在FloowSeensee上左雙雙擊出現(xiàn)現(xiàn)對應圖圖片，右右擊選擇擇Shoow CConttentts LListt（對后后面所有有右擊，只只要出現(xiàn)現(xiàn)都適用用）就可可以看到到對應圖圖片對的的列表；或選擇擇Anaalyssis進進行分析析工作（注注意此時時是進行行圖片的的分析，與與后面矢矢量圖的的分析有有區(qū)別

23、。）雙擊拍攝攝的圖片片會出現(xiàn)現(xiàn)下圖，然然后拖動動藍色的的方塊進進行調節(jié)節(jié)，就可可以看到到不太明明顯的粒粒子。調節(jié)圖片片灰度界界面在FloowSeensee上點右右鍵選AAnallyzee選Imaage proocesssinngROII Exxtraact，進進入界面面如下：在空白處處點右鍵鍵，點CColoor MMap Andd Hiistoograam，如如右上圖圖。調節(jié)節(jié)直方圖圖變換工工具，在在空白處處即可出出現(xiàn)照的的PIVV圖像。拖動淺紅紅色邊框框的四個個角，將將需要計計算的流流場包括括進去，以以后的計計算只計計算紅色色邊框之之內的圖圖像元素素。4.3數(shù)數(shù)據(jù)分析析方法若想得到到正確的的

24、矢量圖圖結果,需要注注意以下下步驟:此步驟的的目的是是得到較較準確的的PIVV兩維流流場圖.特別是是鏡頭與與拍攝平平面不垂垂直時,此步驟驟尤為重重要.4.3.1 IImagge PProccesssingg圖片像素素分析界界面Imagge AArittthmmetiic 表表示對像像素的加加減乘除除運算。（例如如當圖片片較暗的的時候，可可以對圖圖片進行行乘法運運算）Defiine Imaage Ballancce定義義片光的的修正，進進行片光光平滑。Imagge BBalaanciing 可以把把以前不不容易看看到的粒粒子能夠夠顯示出出來。ROI Exttracct用于于截取一一部分分分析用的

25、的圖片區(qū)區(qū)域。Imagge mmeann用于圖圖片的某某一像素素平均計計算。Imagge RRMS圖圖片像素素的均方方根計算算。Imagge mmin/maxx圖片像像素最小小與最大大計算。Imagge SStittch 圖片拼拼接（當當流場較較大時就就可以采采用此方方法）Imagge HHisttogrram 直方圖圖Imagge PProccesssingg Liibraary（IIPL）：低通、高通其他選項項請參考考Hellp。4.3.2 IImagge CConvverssionn圖片對應應順序轉轉換界面面Makee Siinglle FFramme用于于保存某某一單幀幀。Makee

26、Dooublle FFramme用于于更改所所有幀的的順序。Makee Reeverrse Fraame 由于反反轉圖片片順序。Imagge RResooluttionn用于改改變圖片片的位數(shù)數(shù)(顏色數(shù)數(shù))。4.3.3 MMaskkingg圖片不需需要分析析的區(qū)域域，復雜雜劃分工工具界面面點擊Deefinne MMaskk進入分分析區(qū)域域劃分界界面有多種工工具可供供選擇，顯顯示紅色色的地方方，在后后面的運運算中，將不會被分析計算。Imagge MMaskkingg 進行行圖片的的分析計計算，同同時忽略略Massk中選選擇的區(qū)區(qū)域。（一一般建議議不對原原圖進行行MASSK，建建議對原原圖進行行P

27、IVV分析后后再對所所得矢量量圖進行行MASSK。）4.3.4 PPIV SiggnallPIV數(shù)數(shù)據(jù)計算算操作界界面如上圖示示，如果果對原圖圖進行PPIV計計算，則則將鼠標標放在11處，點點右鍵分分析；也也可只對對感興趣趣的區(qū)域域進行PPIV計計算，這這時將鼠鼠標放在在2處，點點右鍵分分析。Crosss-ccorrrelaatioon不常用，不不表。（與與下面的的菜單功功能一致致）。Adapptivve CCorrrelaatioon（生生成矢量量圖）Adapptivve CCorrrelaatioon自適適應互相相關法。點點擊將出出現(xiàn)下面面的界面面。其中中Finnal intterrrog

28、aatioon aareaa siize 是選擇擇最小分分辨的網(wǎng)網(wǎng)格大小小，一般般建議322*322,644*644為宜。Oveerlaap 表表示在更更大的網(wǎng)網(wǎng)格范圍圍內尋找找相關粒粒子進行行計算，一一般選擇擇25%或者550%。其余選選擇框中中，保持持2為宜宜。在ooptiionss中，hhighh acccurracyy suubpiixell reefinnemeent 用于粒粒子小于于一個像像素時；Usee deeforrminng wwinddouwws適用用于大流流速時的的變形網(wǎng)網(wǎng)格中，現(xiàn)現(xiàn)在的PPIV算算法已經(jīng)經(jīng)包含在在內，可可不選。其余選選項可以以保持默默認狀態(tài)態(tài)，如果果需要

29、修修改，請請參考HHelpp。自適應互互相關法選項項圖過濾方法法一般不不用驗證選項項對Peaak vvaliidattionn中Miinimmun peaak hheigght rellatiive to peaak選項項，可以以不用。如果使使用，就就設為11.088。Locaal NNeigghboorhoood Vallidaatioon選Usee Moovinng AAverragee(屬于于PIVV矢量的的一種后后處理方方法。NNonee表示原原始的PPIV計計算結論論)其余選選項最好好不用。Averragee Coorreelattionn上圖中，一一般采用用Cenntraal dd

30、ifffereencee 方法法，F(xiàn)oorwaard diffferrencce用于于LIFF方法（激激光誘發(fā)發(fā)熒光粒粒子測量量方法，未未購買。）用于粒子子較少的的時候，對對多幅圖圖片進行行加權平平均，得得到一個個圖片的的結果。FlexxPIVV初始界面面FlexxPIVV用于自自主繪制制需要計計算的網(wǎng)網(wǎng)格。點點擊Eddit進進入下面面的編輯輯狀態(tài)。詳細操操作見HHelpp。本操作的的重點是是右邊的的選擇項項的設置置，網(wǎng)格格中以綠綠點為中中心。改改變網(wǎng)格格類型就就相當于于改變以以中心為為準的網(wǎng)網(wǎng)格形狀狀。其中Shhapee tyype為為定義網(wǎng)網(wǎng)格類型型：Walll整個個平面都都不分析析 Gr

31、rid普通通網(wǎng)格 Faals holle在普通通網(wǎng)格內內部網(wǎng)格格進行加加密分析析，結合合riid網(wǎng)格格使用。Holee在GGridd內部劃劃分不分分析的區(qū)區(qū)域,結結合rrid網(wǎng)網(wǎng)格使用用。Gridd opptioons 4.3.5 Ploots生成圖表表、云圖圖：Scallar Mapp 將矢矢量圖轉轉為標量量圖（云云圖）。Extrractt 對比比兩個點點的特點點（差別別）。Proffilee Pllot 對比兩兩條線的的差別。（矢量量沿某一一線上的的變化，需需要將矢矢量圖先先顯示）。Specctruum 對對某一點點進行譜譜分析（能能量密度度分析）。4.3.6 CooorddinaatessGrrid Intterppola