KR100576297B1 - 소형 입자영상유속계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소형 입자영상유속계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입자영상을 이용하여 유체의 정성적인 순간 유동정보 뿐만 아니라 정량적인 속도장 정보를 얻을 수 있는 소형 입자영상유속계에 관한 것이다. 본 발명에 의하면 소형화된 입자영상유속계를 통해서 입자영상을 획득한 후, 후처리과정을 거쳐 속도벡터장을 산출한다. 이때 본 발명에서는 입자영상유속계를 소형화하여 시스템의 단가를 획기적으로 줄이고 운용과정을 간소화시켰다.

입자영상유속계, 벡터장, PIV

Description

소형 입자영상유속계{Miniature particle image velocimetry}

도 1은 종래 기술에 따른 입자영상유속계.

도 2는 본 발명에 따른 소형 입자영상유속계.

도 3은 본 발명에 따른 소형 입자영상유속계의 메인보드 회로도.

도 4는 본 발명에 따른 소형 입자영상유속계의 카메라보드 회로도.

도 5는 본 발명에 따른 소형 입자영상유속계의 LED드라이버보드 회로도.

도 6a,6b,6c,6d는 LED링과 카메라 렌즈의 도면과 회로도.

도 7은 수중에 분사된 할로우 글라스 볼 입자영상.

도 8은 공기중에 분사된 가습기 입자영상.

도 9는 입자영상을 후처리 과정을 거쳐 획득한 속도벡터장.

도 10은 도2에 도시된 소형 입자영상유속계의 동작과정을 설명하는 흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 컴퓨터 110 : 메인보드

110a : CPLD칩 120 : 펄스레이저 드라이버보드

130 : 레이저다이오드 모듈 140 : 카메라보드

140a : CMOS카메라 140b : CPLD칩

140c : 램(RAM)

본 발명은 소형 입자영상유속계에 관한 것으로, 비접촉식 유속측정기법으로 유동 속에 분사된 입자를 펄스 라이트로 산란시킨 후 이 입자 산란광을 카메라 장치를 이용하여 입자영상으로 획득하고 후처리하여 속도벡터장을 산출하는 소형 입자영상유속계에 관한 것이다.

입자영상유속계(Paticle Image Velocimetry) 기법은 비접촉식 유체 계측기법으로, 유동 속에 분사한 추적입자들의 입자영상을 화상처리하여 주어진 유동의 속도장을 측정하는 기법이다.

이하 종래 기술에 따른 입자영상유속계에 대해서 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 따른 입자영상유속계이다.

상기 입자영상유속계(PIV:Paticle Image Velocimetry) 시스템은 크게 펄스 레이저 발생장치(30)와, CCD카메라(50)와, 그리고 상기 CCD카메라(50)와 펄스레이저의 작동을 동기화시키는 동기화 장치(20)와, 획득된 입자영상을 디지털화시키는 프레임저장장치가 구비된 컴퓨터(22)로 구성된다.

상기 입자영상유속계의 측정원리는 다음과 같다.

속도장 측정을 위해서 먼저 유동을 잘 추종하는 작은 크기의 추적입자를 유 동 속에 주입한다. 그리고 측정하고자 하는 유동단면을 펄스레이저(30)로부터 출력된 레이저 평면광으로 조사하게 되면, 이 빛에 조명되어진 유동입자들은 산란하게 된다. 상기 레이저 평면광은 원주형 렌즈와 구형렌즈와 같은 렌즈들에 지남으로서 만들어진다.

그리고 상기와 같이 산란된 입자영상의 시간간격을 체크하여 입자의 유속을 판단하게 된다. 즉, 레이저 평면광에 의해 산란된 입자영상 1장을 시간 t=t₀ 순간에 CCD카메라 등의 영상입력장치로 획득하고, 시간 간격(ΔT)이 지난 t=t₀+ΔT 순간에 2번째 입자영상을 취득한다. 상기 시간간격(ΔT)은 유동의 속도에 따라 다르게 선정한다.

이렇게 얻어진 2장의 입자영상을 2차원 화상데이터로 컴퓨터에 저장한 후 디지털 화상처리기법을 이용하여 분석함으로서 시간간격(ΔT)동안 움직인 유동입자들의 변위정보(ΔS)를 계측한다. 여기서 입자들의 변위(ΔS)는 시간과 공간의 함수로 ΔS=ΔS(x,y,t)로 표현되어진다. 속도벡터 U(x,y)는 변위(ΔS)를 시간간격 (Δt)으로 나누어줌으로서 구할 수 있다.

그리고 추출한 속도장 결과를 나타내는 후처리(post processing)과정에서는 순간속도장 결과로부터 와도(vorticity)나 왜곡률(rate of strain)을 구하거나 수많은 순간속도장 결과들을 전체적으로(ensemble) 평균하여 난류강도, Reynolds shear stress 난류 운동에너지와 같은 다양한 물리향 형태로 표현한다. 이밖에도 유체운동에 관한 지배방정식들을 활용하여 분해율(dissipation rate) 압력의 공간 분포 등을 구할 수 있다.

그러나 종래에는 입자영상유속계를 통한 입자영상 속도기법이 유체 계측 분야에서 중요한 측정기법으로 자리잡고 있음에도 불구하고 시스템의 특성상 산업분야 등 필수적인 부분에서 적용되지 못하고 있는 실정이다. 그 이유는 다음과 같다.

먼저 시스템의 필수 구성요소인 펄스 레이저 발생장치, CCD카메라와 동기화 장치 등 대부분의 장치가 수입에 의존하고 있으며 산업용으로 사용하기에는 가격이 고가이다. 그러므로 연구기관이나 대학 등에서 연구용으로 사용될 뿐 산업적 응용은 힘든 실정이다.

그리고 실험과정에 있어서 고도의 숙련도가 요구되기 때문에 설사 시스템이 구비된다고 하더라도 전문지식 없이는 실험하기가 곤란한 문제점이 있었다.

또한 시스템의 크기가 대형이므로 산업현장에서 실제 유동이 발생하는 지점을 측정할 수 없으며 모형을 제작하여 실험을 해야 한다는 단점이 있다.

그리고 종래의 입자영상유속계에서 사용되는 펄스레이저는, 출력이 강한 레이저 장치를 사용함으로 인해서, 레이저 광이 눈에 노출되는 경우 치명적인 해를 줄 수 있는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 저가의 소형화된 시스템으로 대체가능한 소형 입자영상유속계를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 소형 입자영상유속계는, 광플래쉬를 출력하는 LED모듈과; 상기 LED모듈에 출력제어신호를 전송하는 LED드라이버보드와; 입자영상모드를 소정시간 간격으로 촬영하는 카메라보드와; 상기 카메라보드와 LED모듈의 작동을 동기화시키는 메인보드와; 상기 메인보드의 제어에 의해서, 입자영상의 속도벡터장 정보를 산출하는 컴퓨터를 포함한다. 상기 카메라보드는, 입자영상을 촬영하는 CMOS카메라칩과; 상기 CMOS카메라칩에 의해 촬영된 입자영상을 저장하는 램과; 상기 CMOS카메라칩을 구동하고 상기 CMOS카메라칩에 의해 촬영된 입자영상이 상기 램에 저장되게 하는 CPLD칩을 포함한다. 메인보드는 상기 CMOS카메라칩과 상기 LED모듈이 동기되게 상기 CPLD칩 및 상기 LED드라이버보드를 제어한다.

본 발명에서 상기 LED모듈은 링 형태로 배열된 다수의 LED들을 포함한다.

본 발명에서 상기 링 형태로 배열된 LED들은 한 쌍씩 직렬로 연결되고, 이들각 쌍의 LED들 각각에는 트랜지스터와 저항이 직렬 연결된다.

본 발명에서, 상기 컴퓨터와 상기 메인보드는 ECP프로토콜을 사용하여 서로 통신한다.

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이하 본 발명에 따른 소형 입자영상유속계에 대해서 좀 더 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 소형 입자영상유속계이다.

본 발명에 따른 소형 입자영상속도계는 메인보드(110)와, 카메라보드(140), LED드라이버보드(120) 등 3개의 보드와 LED(Light Emitting Diode) 모듈(또는 레이저다이오드(LD)모듈)(130), 그리고 카메라렌즈(150)로 이루어진다.

상기 메인보드(110)는 카메라보드(140)와 LED모듈(130)의 작동을 동기화시킨다.

상기 카메라보드(140)는 입자영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 저장하기 위한 CMOS카메라 칩(140a)과; 레이저 펄스의 출력과 카메라의 작동을 제어하기 위한 CPLD칩(140b)과; 저장장치인 램(RAM)(140c)으로 구성된다.

그리고 상기 레이저다이오드 모듈 또는 LED 모듈(130)에서는 광에너지를 출력하는 LED로 구성된다. 한편, 상기 카메라렌즈(150)는 구형렌즈, 볼록렌즈 등이 사용된다.

소형 입자영상유속계 시스템은 입자영상을 획득하기 위해 종래에 사용되었던 CCD카메라 대신에 CMOS카메라 칩(140a)을 사용하였다.

이하 본 발명에 따른 소형 입자영상유속계의 제어구성에 대해 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 소형 입자영상유속계의 메인보드 회로도이다.

상기 메인보드(110)에는 VHDL(Vhsic Hardware Description Language) 프로그램으로 프로그래밍된 CPLD(Complex Programmable Logic Device) 칩(110a)이 탑재되어 있다. 이에 따라 트리거(trigger) 신호를 이용하여 CMOS카메라칩(140a)의 작동과 레이저다이오드모듈(130)의 작동을 동기화시킨다.

그리고 상기 메인보드(110)는 컴퓨터(100)의 패러럴 포트(parallel port)로 연결되어 시스템의 작동에 필요한 정보를 전송받고 획득한 이미지를 전송하게 된다. 상기 컴퓨터(100)와의 통신에 이용된 패러럴 포트의 프로토콜은 ECP(Extend Capabilities Port) protocol을 적용한다. 상기 프로토콜의 전송속도는 2Mbytes/s로 일반 컴퓨터에서 사용되는 다른 프로토콜인 SSP 프로토콜(50~150Kbytes/s)에 비해 월등히 빠른 전송속도를 가진다. 이로 인해 보다 빠른 데이터전송과 시스템 동작이 가능하다.

메인보드(110)는 도 3의 패러럴 포트 커넥터(J5)를 통해 컴퓨터(100)의 패러럴 포트와 연결된다. 전원은 DC 9V가 사용되며 전원 잭(J7)을 통해 공급된다. 그리고 DC 9V에 연결된 다이오드(D1)는 전원의 극성이 잘못 연결되어 제품에 흐르게 되는 경우, 회로가 파손되는 것을 미연에 방지하기 위해서 구성된다. 그 결과 전류의 흐름이 역방향으로 흐르게 되는 경우, 전류의 흐름이 차단되어 시스템을 보호한다. 그리고 메인보드(110)의 전압 조절기(U2)는 시스템의 작동에 필요한 5V의 전압을 시스템에 공급하는 역할을 하며, 5V전원과 연결된 전해 콘덴서(C26)는 저주파를 차단한다.

패러럴 포트 커넥터(J5)를 통해 들어오고 나가는 신호는 저항 R1~R17과 콘덴서 C1 ~ C17에 의해 본 시스템에 사용된 패러럴 포트 프로토콜인 ECP 모드에 맞게 필터링된다. 필터의 임피던스는 약간의 신호굴절도 예방하기 위해, 케이블의 임피던스와 가장 잘 일치하도록 실험치를 근거로 선택되었다.

또한 메인보드(110)에는 J1~J4에 4개의 카메라보드(140)를 장착할 수 있다. 상기 카메라보드(140)와 연결되는 J1에서 J4까지의 신호는 CPLD 칩(U1)이 카메라의 연결여부를 감지할 수 있게 한다. 그리고 상기 카메라에서 컴퓨터(100)로 전달되는 신호의 작동을 정확하게 조정하기 위해, CPLD칩은 카메라보드(140)의 연결여부와 상관없이 접지되어 있다. 여분의 라인(FN1~FN17)은 커넥터(J6)에 모이며 시스템의 확장이 가능하도록 한다. 그리고 이 선들은 두 개의 디지털 디스플레이와 연결되어 CPLD 프로그램의 디버깅에 사용되거나 시스템의 작동 상태 등 다른 종류의 정보들을 표시하는데 사용된다.

트리거신호(Strobe signal)는 커넥터(J8~J11)을 통해 LED드라이버보드(120)로 보내진다. LED드라이버보드(120)는 도 3에 도시된 전류 조절기(LED drive의 Uld)의 피드백 루프의 물리적 라인의 길이를 최소화하기 위해 메인보드에 포함되지 않고 별도의 기판으로 제작된다.

도 4는 본 발명에 따른 소형 입자영상유속계의 카메라보드 회로도이다.

상기 메인보드(110)와 연결된 카메라보드(140)에는 역시 CPLD 칩(U2)이 장착되어, 상기 CPLD칩(U2)가 메인보드(110)의 CPLD칩(110a)으로부터 전송받은 정보에 의해 CMOS 카메라(140a)가 작동되도록 제어한다. 이때, 종래 CCD카메라와 달리 본 발명에서 사용되는 CMOS카메라(140a)는 현재 사용되는 디지털(digital) 장치와 같은 특징을 가지므로 다음과 같은 두 가지 장점을 가진다.

먼저 CMOS카메라(140a)는 값이 매우 저렴하다. 그러므로 본 발명에 따른 소형 입자영상유속계 시스템의 제조 단가를 절감시킬 수 있다.

둘째, 본 발명의 입자영상유속계에서 사용되는 CMOS카메라(140a)는, ADC, RAM, CPU 등의 다른 복잡한 논리회로(logic circuit)와 호환성이 우수하다. 그러므로 상기에서 언급한 장치(ADC, RAM, CPU 등)들을 손쉽게 조합하여 작고 저렴한 시스템을 제작하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 소형 입자영상유속계에서 사용된 CMOS카메라는 데이터버스(data bus)와 어드레스버스(address bus)에 연결되어 있고, 대부분의 매개변수는 레지스터에 의해 조정이 가능하다. 예를 들면 노출시간(셔터의 사이즈)와 이득(gain)은 자동모드로 설정하거나 또는 어떤 특정한 값을 임의로 지정할 수 있고 이미지 크기 또한 조정이 가능하다.

상기 카메라보드(140)는 그림 4에 도시된 바와 같이 커넥터(J1)을 통해 메인보드(110)와 연결이 되어 데이터를 주고받으며 카메라작동에 필요한 DC 5V의 전원도 공급받는다. 상기 카메라보드(140)에는 CPLD칩(U2)(140b)가 탑재되어 있어, 상기 CPLD칩(140b)이 카메라 작동을 조절하도록 제어한다. 그리고 상기 카메라보드(140)에는 램(RAM)(U3)가 구성되어, 상기 CPLD칩(140b)과 데이터를 주고 받는다. 또한, 상기 카메라보드(140)에는 CMOS카메라칩(U1)(140b)이 장착되어져 있고, 입자영상을 얻을 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 소형 입자영상유속계의 LED드라이버보드 회로도이다.

LED드라이버 보드(120)에는 도 5에 도시된 바와 같이, 커넥터(J1)를 통해 메인보드와 연결된다. 그리고 LED드라이버보드(120)는 LED칩의 작동전원인 DC 9V와 앰프(AMP)(U1a~U1d)의 작동에 필요한 DC 5V, 그리고 펄스 라이트를 발생시키기 위한 트리거(trigger) 신호가 메인보드(11)로 전달된다. 상기 LED드라이버 보드(120)에 공급되는 트리거(trigger) 신호의 전압은 5V이다. 이때 상기 5V의 트리거 신호의 전압은, 디지털 트랜지스터의 스위칭 작용을 위해 공급되는 베이스 전압은 충분하지만, 전류가 부족하므로 증폭기를 통해 전류를 증폭시키게 된다. 상기 LED드라이버보드를 통해 출력된 신호에 의해서, LED모듈에서 플래쉬가 생성된다.

도 6a,6b는 카메라렌즈의 단면도이다.

본 발명에 사용된 렌즈는 두 개의 착색 접합렌즈(chromatic doublets)를 이용하여 제작이 되었으며, 상기 착색 접합렌즈는 색 수차(chromatic aberrations)를 최소화 할 수 있도록 제작되어있으므로, 렌즈 수차(lens aberration)을 크게 감소시킬 수 있다.

도면에 도시되고 있는 바와 같이 렌즈는 전면 렌즈(1a)와 후면 렌즈(10a)로 구성되고, 전면 렌즈(1a)는 슬리브(2)가 지지하고 후면렌즈(10a)는 롱 튜브(12a)가 지지한다.

그리고 전면 렌즈(1a)의 일단부는 워셔(3)에 부착되고, 상기 워셔(3)는 콘 쉐이프 헤드 스크류(12)에 연결된다. 상기 콘 쉐이프 헤드 스크류(12)를 바탕으로 실린더(5)가 구성되며, 상기 콘 쉐이프 헤드 스크류(12)는 3 스프링(6)과 연결된다.

한편 후면 렌즈(10a)와 연결된 실린더(5)를 PCB(7)가 지지하고, 상기 PCB(7)는 스크류(9)와 연결된다. 상기 스크류(9)는 플라스틱 워셔(8)와 연결된다. 후면 렌즈(10a)는 롱 튜브(12a)에 지지되고, 상기 롱 튜브(12a)의 일단에 헤드리스 스크류(11)가 연결된다.

또한 전면 렌즈(1a)와 후면 렌즈(10a) 사이에서, 전면 렌즈(1a)의 일측에 12 렌즈(17)가 구성되고, 상기 12 렌즈(17)는 12 LED(16)와 연결된다. 그리고 상기 12 LED(16)는 와이어(15)를 통해서 CMOS카메라(140a)와 연결된다. 상기 CMOS카메라(140a)는 롱 튜브(12a)와 스크류(13)로 연결되고, 스크류(13)는 탄성을 지닌 스프링(14)에 연결된다.

한편, 아울러 광 투사(ray tracing) 시뮬레이션 과정을 거쳐 렌즈 수차(lens aberration)가 최소가 되는 경우를 나타내고자 도 6c에 도시된 바와 같은 LED링을 제작하였다.

도 6c는 LED링의 도시도이고, 도 6d는 LED링의 회로도이다.

본 발명에서 사용되는 LED링은, 도 6c에 도시된 바와 같이 원형의 링 형태로 구성되고, 상기 LED링의 회로도는 다음과 같다.

두 개의 LED(16)가 직렬로 연결된 한 쌍의 구성이 병렬로 6개로 이루어짐으로서, 총 12개의 LED가 구성되고 있다.

상기 한 쌍의 LED(16)는 트랜지스터(18)의 콜렉터단자와 연결되고, 트랜지스 터의 에미터 단자는 저항(19)과 연결된다. 다른 쌍의 LED도 트랜지스터의 콜렉터단자와 연결되고, 트랜지스터의 에미터단자는 저항과 연결된다. 그 결과 6개의 트랜지스터와 6개의 저항이 6쌍의 LED에 연결된다.

본 발명에 따른 소형 입자영상유속계 시스템에는 LED 또는 레이저 다이오드(LD) 등 다양한 펄스 라이트(pulsed light) 장치가 사용가능하다.

상기 LED 링은, 12개의 수퍼 브라이트(super bright) LED를 링 형태로 PCB기판에 장착하고, 렌즈를 이용하여 각 LED에서 발생하는 광을 집중시켜 입자 산란에 필요한 광량을 확보할 수 있다.

도 7은 수중에 분사된 할로우 글라스 볼 입자영상을, 도 8은 공기중에 분사된 가습기 입자영상을, 그리고 도 9는 입자영상의 후처리 과정을 거쳐 획득한 속도벡터장을 각각 도시한다. 도 10은 본 발명에 따른 소형 입자영상유속계의 동작과정을 설명하는 흐름도이다.

이하 상기 소형 입자영상유속계의 동작과정에 대해서 살펴보면 다음과 같다. 먼저 컴퓨터 상에서 카메라모드를 셋업하여 시스템을 작동시키게 되면 컴퓨터에서 사용자가 입력한 플레쉬패턴(flash pattern)이 메인보드(110)의 CPLD칩(110a)로 전송된다(제 200 단계).

그러면 상기 CPLD칩(110a)은 제 200 단계에서 세팅된 플래쉬패턴 정보를 이용하여 플래쉬(flash)를 생성한다(제 210 단계). 그리고 상기 플래쉬 신호에 따라 COMS카메라칩(140)의 카메라 셔터와 LED모듈(130)의 펄스 라이트가 동기화되어(제 220 단계), 그 결과 입자영상을 획득하게 된다(제 230 단계). 이때 획득된 입자영상은 CMOS 카메라에서 램(RAM)으로 전송된다(제 240 단계). 그리고 다시 컴퓨터(100)로 전송되어(제 250 단계), 컴퓨터 상에서 후처리 과정을 거쳐 속도장 정보를 산출하게 된다(제 260 단계).

실제로 유동에 대해 적용한 실험 결과를 도 7과 도 9에 나타내었다. 실험에 사용된 추적입자는 도 7의 경우 수중에서 유동하는 직경 10㎛ 크기의 할로우 글라스 볼(hollow glass ball)을 이용하였고 300㎲의 펄스광을 이용하여 초점거리 100㎜, 배율 .5, f#= 5.6인 카메라 렌즈를 이용하여 입자영상을 획득하였다.

도 8의 경우, 공기중을 유동하는 직경 20㎛크기의 가정용 초음파 가습기의 입자를 측정하였다. 이 입자영상 역시 도 7과 같은 펄스와 카메라 렌즈를 이용하여 입자영상을 획득하였다. 도 7,8의 오른쪽에 나와 있는 이미지는 디지털 영상처이과정을 통해서 초점거리 밖의 입자(back ground noise)를 제거한 이미지이다.

그리고 도 9는 할로우 글라스 볼(hollow glass ball)의 입자영상을 이용하여 후처리과정을 거쳐서 구해진 속도 벡터장을 나타내었다. 유속은 18㎜/s의 느린 유속이었고 20㎜의 연속펄스를 이용하여 획득한 이미지를 크로스 코릴레이션(cross correlation) 기법을 이용하여 후처리하였다.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명은, 저가의 소형 입자영상유속계를 구성하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 한다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

따라서 본 발명에 따른 소형 입자영상유속계로 인해서 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

본 발명에 따른 소형 입자영상유속계로 인해서 기존 연구용으로만 사용되던 고가의 PIV 기법을 저가의 MPIV 기법으로 구현가능함으로서, 저가의 PIV를 사용하여 산업용으로도 사용가능하다. 이울러 PIV 기법을 응용한 새로운 개념의 산업용 속도센서의 개발도 가능하다. 많은 산업현장에서 유체의 유동 계측은 공정의 질을 좌우하는 중요한 변수로 취급되고 있다. 그러므로 MPIV 시스템을 산업용으로 적용할 경우 생산의 질을 높일 수 있으며 다양한 용도에서 적용가능성이 높다.

이로써 고가의 CCD카메라에 비해서 저가인 CMOS카메라 칩(140a)을 사용함으로 인해서, 제품의 단가를 줄일 수 있게 효과를 기대할 수 있게 되었다.

또한 CCD카메라로부터 촬영된 영상을 저장하기 위해서 필요하던 프레임 저장장치가 필요없게 되어, 결국 시스템의 크기를 감소시키는 효과를 가져오게 되었다.

다음으로 기존의 입자영상속도계 시스템에서 레이저 펄스와 카메라 작동을 위한 구성을 본 발명에서는 PCB 기판에 장착된 CPLD칩이 담당함으로서 시스템을 간소화시킬 수 있다. 그리고 기존에 사용되는 고출력의 레이저 장치 대신 저출력의 LED나 LD모듈을 사용함으로서, 시스템의 소형화 및 단가의 절감 그리고 실험자의 안전을 확보할 수 있다.

Claims (6)

1. 광플래쉬를 출력하는 LED모듈과;

   상기 LED모듈에 출력제어신호를 전송하는 LED드라이버보드와;

   입자영상을 소정시간 간격으로 얻기 위하여, 상기 입자영상을 촬영하는 CMOS카메라칩, 상기 CMOS카메라칩에 의해 촬영된 상기 입자영상을 저장하는 램, 및 상기 CMOS카메라칩을 구동하고 상기 CMOS카메라칩이 촬영한 상기 입자영상이 상기 램에 저장되게 하는 CPLD칩을 포함하는 카메라보드와;

   상기 카메라보드의 상기 CMOS카메라칩와 LED모듈의 작동이 동기되게 상기 CPLD칩 및 상기 LED드라이버보드를 제어하는 메인보드와;

   상기 메인보드의 제어에 의해서, 상기 메인보드 및 상기 CPLD칩을 경유하여 상기 램에 저장된 상기 입자영상을 이용하여 상기 입자영상의 속도벡터장 정보를 산출하는 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 입자영상유속계.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 LED모듈은 링 형태로 배열된 다수의 LED들을 포함하는 것을 특징으로 소형 입자영상유속계.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 LED들은 한 쌍씩 직렬로 연결되고, 각 쌍의 LED들 각각에는 트랜지스터와 저항이 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 소형 입자영상유속계.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 컴퓨터와 상기 메인보드는 ECP프로토콜을 사용하여 서로 통신하는 것을 특징으로 하는 소형 입자영상유속계.
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