Language
Country/Area
No result found
اختراق في المعالجة في الوقت الفعلي في الموقع: كيف يمكن أن يحسن 3D PTV بشكل كبير من دقة قياس السوائل؟
قياس سرعة تتبع الجسيمات (PTV) هو طريقة حاسمة في مجال ميكانيكا السوائل.يمكن أن تقيس هذه التكنولوجيا بدقة سرعة ومسار الكائنات المتحركة في السائل ، وخاصة جزيئات الطفو المحايدة المعلقة في تدفق السائل.على عكس قياس سرعة صورة الجسيمات (PIV) ، يعتمد PTV طريقة Lagrangian ، والتي تتتبع حركة الجسيمات الفردية مباشرة بدلاً من تسجيل سرعة السوائل في نقاط المراقبة الثابتة.
"يسمح لنا 3D PTV بتقاط خصائص التدفق بطرق ثلاثية الأبعاد ، والتي لها ميزة لا مثيل لها في تحليل تعقيد حقول التدفق المضطربة."
التكنولوجيا المتقدمة لـ 3D PTV
في تقنية PTV ، يستخدم PTV ثلاثي الأبعاد في الأصل لدراسة التدفق المضطرب تمامًا كأسلوب تجريبي فريد.اليوم ، تم استخدام هذه التكنولوجيا على نطاق واسع في العديد من التخصصات ، بما في ذلك أبحاث الميكانيكا الهيكلية والأدوية والتطبيقات الصناعية.تعتمد هذه الطريقة على التكوين ثلاثي الأبعاد لنظام متعدد الكاميرا ويستخدم تقنية الإضاءة ثلاثية الأبعاد لتسجيل حركة جزيئات تتبع التدفق.
من خلال هذه التقنية ، يمكننا الحصول على متجه السرعة ثلاثية الأبعاد في الوقت الفعلي لمسار عنصر السوائل ، ويمكن أن تتجاوز كثافة البيانات 10 ناقلات السرعة لكل سنتيمتر مكعب في أي لحظة.جوهر هذه التكنولوجيا هو التصوير الاستريو والتسجيل المتزامن ، والذي يمكن أن يحسن بشكل فعال من دقة واستقرار القياس.
"3D PTV لا يحسن دقة القياس فحسب ، بل يوفر أيضًا منظورًا جديدًا لفهم ديناميات السوائل."
مبدأ التكوين لـ 3D PTV
يتكون تطبيق PTV ثلاثي الأبعاد نموذجي من كاميرتين رقميتين إلى أربع كاميرات رقمية تم تكوينه بزوايا محددة وتسجيل انعكاسات جسيمات تتبع التدفق أو ضوء الفلورسنت بشكل متزامن.يتم إلقاء الضوء على السائل بحزمة ليزر أو مصادر إضاءة أخرى عادة ما تتزامن بشكل متزامن مع معدل إطار الكاميرا لتقليل وقت التعرض الفعال لتحريك الأهداف البصرية ، وبالتالي "تجميد" إزاحةها في كل إطار.لا تتطلب هذه الطريقة أن يكون مصدر الضوء متماسكًا أو أحادي اللون ، فقط تأكد من أن كثافة الإضاءة كافية للتصوير الواضح في الحجم المرصود.
يمكن أن تكون جزيئات التتبع الفلورسنت ، والحيود ، ويمكن تعظيم دقة تحديد المواقع من خلال أرقام إطار متعددة وكاميرات.على الرغم من أن هناك حاجة إلى كاميرتين فقط لتحديد إحداثيات الجزيئات الثلاثة في الفضاء ، يتم استخدام ثلاث إلى أربع كاميرات في العديد من المواقف العملية لتحسين دقة المواقع ثلاثية الأبعاد بشكل كبير ، وخاصة في دراسة التدفق المضطرب تمامًا.
"في ديناميات السوائل ، فإن البيانات الدقيقة هي المفتاح ، ويوفر PTV ثلاثي الأبعاد كثافة ودقة بيانات غير مسبوقة."
حل المعالجة في الوقت الحقيقي لـ 3D PTV
استخدام الإضاءة البيضاء لمراقبة حجم يقلل بشكل كبير من متطلبات التكلفة والصحة والسلامة مقارنة مع حلول الإضاءة القائمة على الليزر.كان التطوير الأولي لهذه التكنولوجيا مشروعًا تعاونيًا لمعهد القياس الجغرافي والتصويرية ومعهد الهيدروليك ، Eth Zurich.في الوقت الحاضر ، مع تقدم التكنولوجيا ، أصبحت طرق معالجة الصور في الوقت الفعلي أكثر فأكثر ، خاصة في استخدام رقائق FPGA على الكاميرات لمعالجة الصور في الوقت الفعلي.
احتمال المستقبل للتكنولوجيا
مع تقدم تكنولوجيا الكمبيوتر وتطوير خوارزميات معالجة الصور ، قد يحقق 3D PTV دقة أعلى وسرعة معالجة أسرع في المستقبل.هذا لا يحسن مستوى البحث في ميكانيكا السوائل فحسب ، بل قد يؤدي أيضًا إلى اختراقات في مجالات التطبيق الأخرى مثل التصوير الطبي والتحليل الهيكلي.
في عالم قياس السوائل ، فإن ظهور PTV ثلاثي الأبعاد هو بلا شك ثورة تكنولوجية خلقت إمكانيات جديدة.ومع ذلك ، هل ندرك تمامًا تأثير هذه التكنولوجيا على حياتنا اليومية؟
