Was ist Partikelbildvelokimetrie?
Partikelbildvelokimetrie (PIV) ist eine Methode, die üblicherweise zur Visualisierung des Partikelflusss in einer Flüssigkeit verwendet wird. PIV wird häufig für Forschungs- oder Bildungszwecke implementiert und ermöglicht es einem Wissenschaftler, die Geschwindigkeit und Bewegung von Flüssigkeiten wie Wasser zu messen. Es gibt mehrere Ansätze zur Partikelbildvelokimetrie, und die Technik verbessert sich weiterhin, wenn die neue Technologie entwickelt wird.
Um die Bewegung eines Fluids zu visualisieren, werden sehr kleine Partikel, die als "Tracer" bezeichnet werden, in den Fluss eingeführt. Aufgrund ihrer geringen Größe verhalten sich diese Tracer -Partikel auf eine Weise, die nahezu identisch mit der untersuchten Flüssigkeit ist. Die in PIV verwendeten Tracer können vom Wissenschaftler beleuchtet werden, was sie leicht sichtbar macht. Die Partikelbildvelokimetrie verwendet häufig Computersoftware, um die sichtbaren Tracer aufzunehmen und zu verbessern.
Einige verschiedene Tracer -Partikel können verwendet werden; Kleine Glasperlen, Aluminiumflocken und Öltröpfchen sind drei gängige Materialien, die zu diesem Zweck implementiert werden können. DerSE -Tracer reflektieren das Licht sehr gut und erhöhen die Sichtbarkeit einer Flüssigkeit. Leichte Reflexionen können mit bloßem Auge untersucht oder von einer Kamera zur Analyse erfasst werden. Während jede Lichtquelle für PIV ausreichen kann, wird ein Laser normalerweise verwendet, wenn Genauigkeit wichtig ist.
Filmfotografie war die Hauptmethode zur Aufzeichnung von Partikelbewegungen, als PIV zum ersten Mal entwickelt wurde, obwohl die Erfindung kostengünstiger Digitalkameras den analogen Ansatz veraltet hat. Hochauflösende digitale Partikelbilder sind heute alltäglich. Einige Computerprogramme können jeden Tracer automatisch in einem PIV-Bild erkennen und verfolgen und Echtzeitdaten über die Bewegung einer Flüssigkeit bereitstellen.
Standard -Partikelbildvelokimetrie zeichnet die Bewegung einer Flüssigkeit in zwei Dimensionen auf. Einige Variationen von PIV verbessern diese Fähigkeit und ermöglichen eine dreidimensionale Visualisierung. Dieser Ansatz verwendet stattdessen zwei Kamerasvon einem und wird oft als stereoskopische Pivs bezeichnet. Mithilfe einer speziellen Computersoftware werden die Standpunkte dieser beiden Kameras kombiniert, um einen neuen Standpunkt zu erstellen.
Partikelbildvelokimetrie hat viele Anwendungen. Es wird üblicherweise im Bereich der Luft- und Raumfahrttechnik verwendet und ermöglicht es Wissenschaftlern, den Luftstrom über einem Flugzeugflügel oder einer anderen Kontrollfläche zu sehen. PIV wird auch in der Gesundheitsgemeinschaft verwendet. Die Untersuchung der Flüssigkeitsbewegung innerhalb des Körpers hilft den Ärzten, die Durchblutung zu erkennen und neue medizinische Implantate zu entwickeln. Darüber hinaus verwenden Biologen manchmal auch Partikelbildvelokimetrie, um die Schwimmbewegung von Fischen oder anderen Meereskreaturen zu untersuchen.