Velocimetría de partículas por imágenes (PIV)
La técnica permite obtener el campo de velocidades de un fluido de manera instantanea y consiste en medir el desplazamiento de partículas trazadoras puestas en el fluido. El dispositivo se basa en un láser capaz de enviar dos pulsos de corta duración y alta energía separados por unos pocos nanosegundos, y que funciona como fuente de luz estroboscópica. A su vez una cámara CCD de alta velocidad y sincronizada con el láser capaz de adquirir en dos cuadros distintos los dos pulsos láser. Y por último el procesado de imágenes, basado en un algoritmo de correlación cruzada entre los dos cuadros, permite obtener el desplazamiento de cada uno de los trazadores y obtener así el campo de velocidades del fluido.Haga click sobre los íconos para conocer más!
Láser pulsado
En esta técnica el láser funciona como fuente de luz estroboscópica y debe ser capaz de emitir dos pulsos de corta duración y separados por
por un tiempo de aproximadamente 100 ns dependiendo de la velocidad del fluido. En la actualidad se utilizan láseres de estado sólido,
comunmente de Nd:YAG en su banda del infrarrojo en 1064 nm. Un controlador externo permite sincronizarlo con la cámara CCD.
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En esta técnica el láser funciona como fuente de luz estroboscópica y debe ser capaz de emitir dos pulsos de corta duración y separados por
por un tiempo de aproximadamente 100 ns dependiendo de la velocidad del fluido. En la actualidad se utilizan láseres de estado sólido,
comunmente de Nd:YAG en su banda del infrarrojo en 1064 nm. Un controlador externo permite sincronizarlo con la cámara CCD.
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Optica de alineación
La óptica de alineación se utiliza para abrir el haz láser y aumentar el área de iluminación. Consiste en su forma más básica en una lente
cilíndrica, aunque pueden ser utilizados sistemas ópticos de más elementos ya sea para lograr mayor uniformidad en la iluminación, como para estrechar
el haz en profundidad. Este es un factor sensible pues cuanto más estrecha es la iluminación menor es el error en la medición del campo de velocidades.
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La óptica de alineación se utiliza para abrir el haz láser y aumentar el área de iluminación. Consiste en su forma más básica en una lente
cilíndrica, aunque pueden ser utilizados sistemas ópticos de más elementos ya sea para lograr mayor uniformidad en la iluminación, como para estrechar
el haz en profundidad. Este es un factor sensible pues cuanto más estrecha es la iluminación menor es el error en la medición del campo de velocidades.
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Zoom
En cuanto a la adquisición de la imagen una factor importante es el zoom que determina en gran parte la calidad de la imagen obtenida. Además de la magnificación que
determina el tamaño de pixel y la resolución de la imagen, otros factores a tener en cuenta son la apertura numérica del zoom, la calidad y el recubrimiento de la óptica,
y la posibilidad de adosar filtros para mejorar la definición de la imagen.
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En cuanto a la adquisición de la imagen una factor importante es el zoom que determina en gran parte la calidad de la imagen obtenida. Además de la magnificación que
determina el tamaño de pixel y la resolución de la imagen, otros factores a tener en cuenta son la apertura numérica del zoom, la calidad y el recubrimiento de la óptica,
y la posibilidad de adosar filtros para mejorar la definición de la imagen.
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Cámara CCD
Entre los requerimientos que debe cumplir la cámara CCD (o CMOS) el más importante en esta aplicación es la alta velocidad de lectura y la posibilidad de
disparo externo para poder sincronizar la adquisición con el láser pulsado. Otros factores importantes que hacen a la calidad de la imagen son la sensibilidad del chip y los
bajos niveles de ruido de lectura, digitalización y térmico.
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Entre los requerimientos que debe cumplir la cámara CCD (o CMOS) el más importante en esta aplicación es la alta velocidad de lectura y la posibilidad de
disparo externo para poder sincronizar la adquisición con el láser pulsado. Otros factores importantes que hacen a la calidad de la imagen son la sensibilidad del chip y los
bajos niveles de ruido de lectura, digitalización y térmico.
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