Particle Image Velocimetry (PIV)

Particle Image Velocimetry (v češtině laserová aneometire) je nedestruktivní metoda měření rychlostního pole v proudící tekutině. Při měření se do kapaliny nebo plynu přimíchají testovací částice, o kterých se předpokládá, že nenarušují dynamiku toku. Rychlost proudu se pak určuje ze vzdálenosti, kterou částice urazí za přesně definovaný časový úsek.

Typická PIV sestava obsahuje citlivou CCD nebo CMOS kameru a pulsní nejčastěji Nd:YAG laser. Měřený objem toku je vystaven krátkému laserovému pulsu, který funguje jako blesk a nasvítí rozmístění částic v daném časovém okamžiku. Takto zmražená scéna je zachycena kamerou. Po přesně definovaném časovém úseku je vzorek znovu osvícen a opět zaznamenán. Z rozdílu poloh částic na prvním a druhém snímku je pak vypočtena rychlost proudění.

Abychom se vyhnuli rozmazání částic na jednotlivých snímcích, musíme zvolit co nejkratší laserový puls a správně jej zaostřit. K tomuto účelu slouží soustava válcových a sférických čoček, která z laserového svazku vytvoří velmi úzký pruh světla. Měření probíhá v rovině tvořené laserovým nožem, kde se skenuje pohyb částic.

Pomocí PIV je možné například měřit proudění kapalin v MEMS a mikrokanálcích nebo proudění vzduchu v okolí křídel hmyzu. Limitujícími faktory metody jsou pak délka laserového pulsu a vyčítací čas a citlivost kamery. Tyto parametry musí být voleny s ohledem na předpokládanou rychlost měřeného proudění.