JP5557114B2 - 空間フィルタ流速計および流速測定方法 - Google Patents
空間フィルタ流速計および流速測定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5557114B2 JP5557114B2 JP2011005248A JP2011005248A JP5557114B2 JP 5557114 B2 JP5557114 B2 JP 5557114B2 JP 2011005248 A JP2011005248 A JP 2011005248A JP 2011005248 A JP2011005248 A JP 2011005248A JP 5557114 B2 JP5557114 B2 JP 5557114B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spatial filter
- flow velocity
- filter
- particle
- pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
Description
図1は、本発明の一実施形態に係る空間フィルタ流速計1の構成例を示すブロック図である。空間フィルタ流速計1は、光源10、画像取得部20、フィルタ演算部30、流速算出部40等を備えて構成される。
図2は、画像取得部20からフレーム毎に時系列(t=t1、t2、t3・・・)で出力される粒子画像と、粒子画像から抽出した検査画像を模式的に示す図である。粒子画像中のハッチング領域が光源10で照射されている領域であり、この領域にある粒子からの散乱光が粒子画像として撮像される。粒子に付している矢印は粒子の流れの方向を模式的に示すものであり、撮像画像には含まれない。
VX=ΔX/Δt (式1)
となる。空間フィルタの周期ΔXは既知であるから、フィルタ出力値の変動周期Δtから粒子のX方向の速度VXを求めることができる。
VY=ΔY/Δt (式2)
によって、粒子のY方向の速度VYを求めることが出来る。
VX=ΔX/Δt−VSF (式3)
Y方向の速度に関しても全く同様の手法が適用され、粒子のY方向の速度VYは、(式2)から空間パタンの移動速度VSFを補正した(式4)によって与えられる。
VY=ΔY/Δt−VSF (式4)
空間フィルタ流速計1及び流速測定方法の有効性を確認するための検証試験を行った。検証試験では、鉛直矩形ダクト内の水流に上述した測定方法を適用して流速を測定した。また、従来のLDVで測定した流速との比較を行った。検証試験のセットアップの概略図を図8に示す。
z/WZ=0.5において解像度M=14.8pixel(検査領域178×178μm)、フレームレート30,000fpsで撮像した3,000枚の時系列粒子画像から得られたX軸方向速度UのY方向分布を図9(a)に示す。図9(a)では本実施形態の測定方法(SFV)による測定結果を黒丸、LDVによる測定結果を□で示している(図9(b)、(c)も同様)。なお、比較に用いたLDVのサンプル数は30000であり、本測定方法(SFV)のサンプル数は100程度である。
10 光源
20 画像取得部
30 フィルタ演算部
31 検査画像抽出部
32 積分処理部
33 空間フィルタパタン記憶部
34 パタン変更部
40 流速算出部
41 変動周期/変動周波数算出部
42 流速出力部
Claims (6)
- 流体中を流れる粒子を撮像して粒子画像を時系列に取得する画像取得部と、
前記粒子画像内の異なる領域から前記粒子が少なくとも1つ通過しうる大きさの2次元の検査画像を複数抽出し、空間的周期性を有するパタンによって構成される2次元の空間フィルタによって前記複数の検査画像の夫々に対して空間フィルタ処理を施し、前記異なる領域に対応する複数のフィルタ出力値を、前記粒子画像が取得された所定の時間帯の時系列に沿って求めるフィルタ演算部と、
前記時系列に沿って変動する前記フィルタ出力値から前記フィルタ出力値の変動周期または変動周波数を求め、その変動周期または変動周波数から、前記所定の時間帯から定まる特定の1時刻及び前記異なる領域に対応する複数点における、前記前記粒子周辺の流体の流速ベクトルを求める流速算出部と、
を備えたことを特徴とする空間フィルタ流速計。 - 前記空間フィルタの前記パタンは、前記粒子を撮像して前記粒子画像を取得した後においても変更可能に構成される、
ことを特徴とする請求項1に記載の空間フィルタ流速計。 - 前記粒子画像内の直交2軸の一方の軸をX軸とし、他方の軸をY軸とするとき、
前記空間フィルタの前記パタンは、前記X軸方向に周期ΔXを有するストライプ状の第1のパタンと、前記Y軸方向に周期ΔYを有するストライプ状の第2のパタンとで構成され、
前記流速演算部は、
前記第1のパタンで構成される前記空間フィルタによって前記検査画像に空間フィルタ処理を施したときのフィルタ出力値の変動周期がΔTXであったとき、前記粒子周辺の前記X軸方向成分の流速VXを、VX=ΔX/ΔTX、として求め、
前記第2のパタンで構成される前記空間フィルタによって前記検査画像に空間フィルタ処理を施したときのフィルタ出力値の変動周期がΔTYであったとき、前記粒子周辺の前記Y軸方向成分の流速VYを、VY=ΔX/ΔTY、として求め、
前記X軸方向成分の流速V X と前記Y軸方向成分の流速V Y とから、前記速度ベクトルを求める、
ことを特徴とする請求項1に記載の空間フィルタ流速計。 - 前記空間フィルタは、前記ストライプ上のパタンが前記時系列に対して、X軸方向及びY軸方向の少なくとも1方向に速度VSFで平行移動するパタンで構成され、
前記流速演算部は、前記空間フィルタによって前記検査画像に空間フィルタ処理を施したときのフィルタ出力値の変動周期がΔTであったとき、前記粒子周辺の前記X軸方向成分の流速Vを、V=ΔX/ΔT−VSF、として求める、又は、前記粒子周辺の前記Y軸方向成分の流速Vを、V=ΔY/ΔT−V SF 、として求める、
ことを特徴とする請求項3に記載の空間フィルタ流速計。 - 前記フィルタ演算部は、前記検査画像と前記空間フィルタのパタンとを前記所定領域内で面積分、あるいは平均して前記フィルタ出力値を求める、
ことを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の空間フィルタ流速計。 - 流体中を流れる粒子を撮像して粒子画像を時系列に取得し、
前記粒子画像内の異なる領域から前記粒子が少なくとも1つ通過しうる大きさの2次元の検査画像を複数抽出し、空間的周期性を有するパタンによって構成される2次元の空間フィルタによって前記複数の検査画像の夫々に対して空間フィルタ処理を施し、前記異なる領域に対応する複数のフィルタ出力値を、前記粒子画像が取得された所定の時間帯の時系列に沿って求め、
前記時系列に沿って変動する前記フィルタ出力値から前記フィルタ出力値の変動周期または変動周波数を求め、その変動周期または変動周波数から、前記所定の時間帯から定まる特定の1時刻及び前記異なる領域に対応する複数点における、前記前記粒子周辺の流体の流速ベクトルを求める、
ことを特徴とする流速測定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011005248A JP5557114B2 (ja) | 2011-01-13 | 2011-01-13 | 空間フィルタ流速計および流速測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011005248A JP5557114B2 (ja) | 2011-01-13 | 2011-01-13 | 空間フィルタ流速計および流速測定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012145502A JP2012145502A (ja) | 2012-08-02 |
JP5557114B2 true JP5557114B2 (ja) | 2014-07-23 |
Family
ID=46789189
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011005248A Active JP5557114B2 (ja) | 2011-01-13 | 2011-01-13 | 空間フィルタ流速計および流速測定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5557114B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110163860A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-08-23 | 上海理工大学 | 一种测量混凝土搅拌机内混凝土表面流速的方法 |
JP7281396B2 (ja) * | 2019-12-27 | 2023-05-25 | 戸田建設株式会社 | 粒子画像撮像方法及び粒子速度分布作成方法 |
CN112526171B (zh) * | 2020-11-13 | 2022-10-21 | 长江水利委员会长江科学院 | 一种一维脉动流速测量装置的率定系统及方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS583484A (ja) * | 1981-06-30 | 1983-01-10 | Omron Tateisi Electronics Co | 移動体検出装置 |
JPS5850467A (ja) * | 1981-09-22 | 1983-03-24 | Agency Of Ind Science & Technol | 速度計測式 |
JPS5944608A (ja) * | 1982-09-07 | 1984-03-13 | Oyo Keisoku Kenkyusho:Kk | 空間フイルタ検出器 |
JPS6276468A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 流体の速度計測装置 |
JP2001091530A (ja) * | 1999-09-22 | 2001-04-06 | Mitsuba Corp | 流体の可視化 |
EP1862780A4 (en) * | 2005-03-23 | 2008-12-31 | Ohm Electric Co Ltd | OBSERVATION AND LIQUID OBSERVATION PROCEDURE |
-
2011
- 2011-01-13 JP JP2011005248A patent/JP5557114B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012145502A (ja) | 2012-08-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104698219B (zh) | 一种基于近场散射的流动二维速度场测量装置及方法 | |
Shang et al. | Multi-point vibration measurement and mode magnification of civil structures using video-based motion processing | |
JP5932626B2 (ja) | 3次元空間の粒子画像流速測定装置 | |
Biswas et al. | A comprehensive statistical investigation of schlieren image velocimetry (SIV) using high-velocity helium jet | |
JP6549747B2 (ja) | 粒子測定装置および粒子測定方法 | |
Schröder et al. | Advances of PIV and 4D-PTV” Shake-The-Box” for turbulent flow analysis–the flow over periodic hills | |
US10801831B2 (en) | Speckle measurement apparatus and speckle measurement method | |
JP2007315976A (ja) | 微小液滴・気泡・粒子の位置・粒径・速度測定の方法と装置 | |
Hagemeier et al. | A comparative study on optical techniques for the estimation of granular flow velocities | |
JP5557114B2 (ja) | 空間フィルタ流速計および流速測定方法 | |
Meier et al. | Imaging laser Doppler velocimetry | |
CN106248532A (zh) | 颗粒形态的光学检测方法及系统 | |
Van Hout et al. | The use of high-speed PIV and holographic cinematography in the study of fiber suspension flows | |
Carter et al. | Multi-scale imaging of upward liquid spray in the far-field region | |
Sugisaki et al. | Single-pixel correlation applied to background-oriented schlieren measurement | |
TW202136740A (zh) | 粒子測量裝置以及粒子測量方法 | |
Schaeper et al. | Velocity measurement for moving surfaces by using spatial filtering technique based on array detectors | |
CN103211588A (zh) | 基于横向流速模型的血流流速成像方法 | |
CN113899657B (zh) | 基于复合式纹影技术的可压缩雷诺应力测量方法 | |
Clifford et al. | Visualization of an SBLI using Plenoptic BOS | |
Tuyen et al. | A single-camera technique for simultaneous measurement of large solid particles transported in rapid shallow channel flows | |
Morajkar et al. | Flow Separation Associated with 3-D Shock-Boundary Layer Interaction (SBLI) | |
WO2013051624A1 (ja) | 速度計測装置 | |
JP2014041105A (ja) | 面内変位測定装置 | |
JP2010276448A (ja) | 物体周囲の物理量測定方法及び物理量測定装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130604 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130730 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140507 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140522 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5557114 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |