フレームレート(fps)計算

PIVに適したハイスピードカメラのフレームレート(fps)を計算します。
フレームレート(fps)とは1秒の動画が「何枚の静止画」で構成されているかを表す単位です。
fps … frame per secondの略
想定できる実験条件を入力してください。
※入力は半角英数字のみ

撮影範囲[mm]

粒子速度[mm/sec]

画像サイズ[pixel]

計算


1pixelの実寸値


PIVでは1フレーム毎の粒子移動量が5pixel~10pixel程度となるように撮影を行うことが望ましいとされています。ハイスピードカメラのフレームレート設定にご参考ください。

  • 粒子移動量(5pixel)

    [mm]
  • 粒子移動量(10pixel)

    [mm]
  • 粒子移動量を

    5pixelの移動量とするには

    [fps]
  • 粒子移動量を

    10pixelの移動量とするには

    [fps]
  • Reset

PIVを行うときのフレームレート(fps)計算例

例:室内気流のPIV

室内気流のPIVの概要図

風速:1.5m/s
計測範囲:500mm×500mm
画像サイズ( ハイスピードカメラ):1024px×1024px


室内気流が最大1.5m/s程度の環境で、500mmの計測範囲を
1024×1024pixelの画像サイズで計測する場合

500:撮影範囲[mm]
1500:粒子速度[mm/s] ※この例では煙の速度
1024:画像サイズ[pixel] ※この例では煙の主流方向のサイズで計算

上記のようにフォームへ入力します。
計算結果からカメラのフレームレートを600fps程度で撮影をすれば、1画面間の粒子移動量をおよそ5pixel程度での撮影が行えます。
変位量(パターンの変化)を抑え最適な計測結果が得られます。

※計測はあくまで代表的な一例です。
詳細は弊社画像計測部スタッフへお問い合わせください。

フレームレート(fps)を計算する理由

計測したい流体の速さ計測したい範囲カメラの画素数から画面上での粒子の移動量を計算で求めます。
PIV では1画面毎の粒子のパターンが大きく変わらない程度に撮影をする必要があります。パターンが大きく変わってしまうと計測の精度が悪くなり、正しい速度ベクトルをプロットできません。

粒子パターンの変化を小さく(5px ~ 10px 程度)するためにはハイスピードカメラが最適です。
本サイトではハイスピードカメラのfps(1秒間に何枚の撮影を行うか)を計算で求め、粒子移動量が5px~10px程度におさまる撮影設定が行えます。

PIVでは計測したいエリア内に検査領域とよばれる小さな領域を設定します。

PIVでは測定したいエリア内に検査領域とよばれる小さな領域を設定します。

ハイスピードカメラで撮影した粒子画像

粒子画像(ハイスピードカメラで撮影)

計測範囲の画像

画面上で計測したいエリアを指定

検査領域を設定

検査領域を設定

検査領域内における粒子のパターン(複数の粒子)を次の画面で相関が高い場所を探していきます。

検査領域内における粒子のパターン(複数の粒子)を、次の画面で相関が高い場所を探していきます。

粒子の移動先の説明図

検査領域内の粒子パターンに注目してパターンが似ている(相関が高い)場所を移動先とする

粒子移動量が適正の場合

粒子移動量が適正だとパターンが多く変わらないので相関が高く、精度良く計測できる

粒子移動量が大きい場合

粒子移動量が大きいと、流れの回転・せん断の影響などでパターンが大きく変わってしまう

PIV計測結果の画像_PIVとは

PIVとは【技術コラム】

PIV(粒子画像流速測定法,Particle Image Velocimetry)は、流れ場における多点の瞬時速度を非接触で得ることができる流体計測法です。流体に追従する粒子にレーザシートを照射し可視化、これをカメラで撮影しフレ...続きを読む

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