Intelligent Laser Imaging Software Series PIV レーザーシート光による流速計測システム 1*7：1BSUJDMF*NBHF7FMPDJNFUSZ 2D-PIV / Stereo 3D-PIV / Time Resolved PIV / LIF / Micro PIV / Micro LIF / Micro Volume Analysis 西華デジタルイメージ株式会社 Koncerto は PIV や LIF に代表されるレーザー・イメージング計測のた めのソリューションを提供するソフトウェアです。さまざまなレー ザー、カメラ、周辺機器を集中制御、撮影した画像の解析、結果の 表示・出力など PIV や LIF に必要なすべての作業を Koncerto 上で行う ことができます。また分散処理、スクリプト機能等も装備しており 大量のデータ処理も高速化が可能です。 最新のカメラをサポート Koncerto はカメラやコンポーネントの増設に対応しやすい基本構造になっており、 カメラ等の新製品が開発された場合にもいちはやく対応できます。 さまざまなデータ表示機能 マルチビューウィンドウ K o n c e r t o では一組の P I V ペア画像に対して複数のビューウィンドウを開き、それぞれのウィ ンドウにさまざまな表示形式を設定し、すべてのウィンドウをリアルタイム表示することがで きます。粒子画像（ファーストイメージ、セカンドイメージ）、ベクトルマップ、コンターマッ プ等を設定できます。 ダブルパルス P I V では 2 つのパルスレーザー光の光軸調整や強度バランスが悪いと計測ができ ませんが、これらの調整不良は一見してわからないため、慣れないと原因特定に時間がかか ります。Koncerto ではマルチビューウィンドウでリアルタイムに、ダブルパルス PIV のファー ストイメージとセカンドイメージの画像を同時処理することができるので、 2 画像の明るさの バランスやレーザーライトシートの強度分布の不一致などが一目瞭然で確認できます。 タイミングビュー レーザーやカメラ等のタイミングダイヤグラムを表示するビューです。ダイヤグラム上でのタ イミング調整が可能です。フレームストラドリングの状態を知ることができ、タイミングを微 調整するときに便利です。 スキャタービュー スキャタービューは全ベクトルの移動量を一括スキャター表示するので最適⊿ｔの決定に大 変役立ちます。リアルタイム解析中にはベクトルマップと同様に自動更新するので移動量を確 認しながら⊿ｔの調整ができます。インターロゲーションウィンドウサイズの 1/4 ラインを表 示するので 1/4 ルールに基づいた移動量の決定ができます。（マルチウィンドウアルゴリズム の場合はイニシャルウィンドウサイズの 1/4 ラインを表示します。） ベクトルマップを見ただけでは一見してわかりにくいピークロッキングなどのエラーもリア ルタイムで確認しながら光学系のアライメントやアルゴリズムの調整ができます。 またバリデーションのフィルター強度の微妙な調整にも大変役立ちます。ベクトル場を見た だけではバリデーションフィルターの組み合せや最適値の決定は難しいものです。スキャター ビューでは全ベクトルを統計的に把握することができるのでパラメータの微妙な調整も容易 です。 内挿により置換されたベクトルを色違いで表示するので、気づかずにデータを捏造してしまう ようなミスを未然に防ぐことができます。 レーザーシート光による流速計測システム 時系列 1*7 解析アルゴリズム 時空間相関 '% コリレーション F D4 コリレーションは時系列 P I V のために開発されたアルゴリズムで、 P I V の各グリッドにおける時間的速度変動周波数や乱れの解析や、高精度 の時空間バリデーションが可能です。 一見正しそうに見えるベクトル図でも時間軸に沿って解析すると過誤ベ クトルが判明する場合があります。従来の 2 次元平面内の P I V 解析では、 解析時に発生した過誤ベクトルは空間バリデーションによって正誤を判 断し削除、周囲ベクトル情報からの内挿により補間します。内挿を正しく 行うには周囲のベクトルが正しくなければなりません。グリッド上に過誤 ベクトルが連続して発生しているようなケースでは内挿が正しく行われ ないことがあります。 時系列 P I V では前後のデータには連続性があるため、過誤ベクトルは空間 バリデーションで処理した後さらに時間的に前後のデータと比較して 正誤を判断することができます。しかし、時間的に近接しているがゆえ に前後のデータも過誤ベクトルになっていることが多いので、前後のデー タと比較するだけでは不十分です。そこで F D4 コリレーションはベクト ルマップ上の各グリッドにおける時間方向の速度変動のスペクトル解析 を行い、当該時刻における理論的最適値を計算します。 フーリエ変換により得られた速度変動スペクトルは一般に高周波側はノ イズ成分ですので、これに低域フィルターを施し、ノイズ成分を除去した 上で、逆フーリエ変換によりタイムドメインデータに戻します。 縦軸に速度、横軸に時間をとった速度変動曲線をみると、過誤ベクトルは 曲線上にスパイク状のノイズとして観察されます。低域フィルターを施し た速度変動曲線はスパイクノイズが消えスムーズな曲線になります。この 曲線をもとに当該時刻における理論的最適値を算出することでより信頼 性の高い補間値を得ることができます。（右図） 4"5157 マイクロ 1*7 解析アルゴリズム マイクロ流体デバイスのスケールダウンが進むにつれてトレーサー粒子もサブミクロンの小 さい粒径のものが必要になっています。サブミクロントレーサー粒子で高精度計測を行うため にはブラウン運動の影響を減少させることが重要です。 ブラウン運動はマイクロ PIV において最も重要なエラー要因です。 SAT-PTV アルゴリズム（特 許技術）はブラウン運動の影響を大幅に軽減することが可能な速度解析アルゴリズムです。 通常マイクロ P I V では相関値の改善、ブラウン運動によるノイズの軽減を目的として時間平均 相関法を利用していますが、時系列マイクロ P I V などのように瞬時速度情報が必要な場合には 時間平均相関法は利用できません。 S A T - P T V アルゴリズムは空間平均法によりブラウン運動 による個々の粒子のランダムな変位を平均化し、マイクロ P I V における瞬時速度の高精度解析 が可能です。 まず、時間的に連続する 2 枚の粒子画像を通常の P I V アルゴリズムを適用して解析し、個々の グリッド（インターロゲーションウィンドウ）における変位のおおまかな代表値を得ます。こ の代表値はブラウン運動による個々のトレーサー粒子のランダムな変位の影響を受け、誤差を 含んでいることが多いのでガイドとしてのみ利用します。ガイドベクトルをもとに、ウィンド ウ内の 2 画像間の個々の粒子を対応付けして、トラッキングにより個々の粒子の移動量を得ま す。次に個々の粒子の移動量の平均を求めてウィンドウ内の代表値とします。ここで得られた 代表値はブラウン運動の影響が軽減された精度の高い代表速度となります。 ブラウン量の測定 SAT-PTVアルゴリズムを応用してブラウン運動量の測定が可能です。グリッド（インターロゲー ションウィンドウ）内の個々の粒子の移動量のばらつきの平均値がグリッド内の粒子のブラウ ン運動量と相関があるということを前提として、各ウィンドウ内のブラウン運動量を算出し、 コンターで表示することが可能です。ブラウン運動は粒子サイズ、流体の粘性、温度などと関 係があるため、ブラウン運動量からさまざまな流体のパラメータの解析が可能になります。 ,PODFSUP はさまざまなカメラをサポートしています ラージスケール PIV、時系列 PIV、マイクロ PIV 等に適したさまざまなカメラに対応しています。 また下記以外のカメラも Koncerto で対応しています。カメラ対応状況はご確認ください。 %PVCMFTIVUUFSDBNFSBT )JHITFOTJUJWJUZDBNFSBT )JHITQFFEWJEFPDBNFSBT ・&4 ・QDP ・J4UBS ・47J ・1IBOUPN7 ・&4 ・QDP ・1$* ・1IBOUPN7 ・1$* ・(9 ・"19 ・.J ・4" ・.J ・QDPIT ・QDP ・-6$" ・.J タイミングコントローラ 55 その他のコンポーネント P I V に関する全てのタイミング（カメラ、レーザー、同期計測用外部信 号等）を一括制御します。 本コントローラは Koncerto より制御が可能 ・共焦点スキャナー です。 また、回転機等との同期計測を行う場合に回転速度の変動に依 ・フォーカススキャナー 存せず設定角度での同期が可能です。 ・アナログ*0 共焦点スキャナー $469 （横河電機社製） Collaborating organizations 2D PIV and Stereo 3D PIV analysis algorithms are developed by PIVTEC GmbH (a DLR out-sourcing enterprise). FD4 Correlation is developed by Miyauchi, Tanahashi Lab. Tokyo Institute of Technology. SAT-PTV is developed by Hishida, Sato Lab. Keio University. Confocal Scanning Micro PIV system is developed in collaboration with Oshima Lab. SII U-Tokyo, Yokogawa Electric Corporation and Photoron LTD. Courtesy Mosquito needle flow : Mochizuki Lab. Toyo University Japan Wind tunnel Large scale stereo 3D-PIV : Shimz Corporation Specifications are subject to change. ！ 安全に関するご注意 ご使用前に〈製品仕様書〉をよくお読みの上、正しくお使いください ● このカタログに記載された製品は、予告無しにデザイン及び、仕様を変更する場合がございます。 ● 記載の会社名及び製品名は、各社の商標又は登録商標です。 URL www.seika-di.com 〒107−0052 東京都港区赤坂4−9−6（タク赤坂ビル5F） TEL：03−3405−1280 FAX：03−3405−1282 1014dE
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