Misura del campo di velocità in un piano con telecamera singola

Il principio si basa su un piano luminoso - generato da un laser pulsato o da un sistema LED ad alta intensità - che illumina le particelle traccianti sospese nel flusso. La telecamera acquisisce due immagini in rapida successione e l'algoritmo di correlazione incrociata calcola lo spostamento delle particelle tra i due frame, restituendo una mappa vettoriale quantitativa dell'intero campo di flusso.

La scelta della sorgente luminosa dipende dall'estensione dell'area di misura. Per regioni di interesse compatte - indicativamente fino a 100×100 mm - un sistema LED pulsato garantisce illuminazione sufficiente, con costi contenuti e senza i vincoli operativi legati alla sicurezza laser. Per campi estesi fino a 1×1 m e oltre, è necessario un laser ad alta potenza con ottica a piano laser dedicata, in grado di mantenere un'intensità uniforme sull'intera area. La configurazione è scalabile: il sistema cresce con le esigenze di misura senza richiedere di riprogettare il setup di base.

Le applicazioni coprono un ampio spettro: gallerie del vento per lo studio di profili aerodinamici, scie e strati limite, turbomachinery per l'analisi dei flussi interni su pale e stadi di compressori, ugelli e sistemi spray per la caratterizzazione dell'atomizzazione, misurazioni subacquee per l'idrodinamica navale e la biomeccanica acquatica, applicazioni biomediche su modelli vascolari, fino alla micro-PIV su canali in scala micrometrica. Rispetto alle configurazioni stereoscopiche o time-resolved, il sistema a singola telecamera riduce i tempi di post-elaborazione e semplifica l'allineamento ottico - un vantaggio concreto per laboratori con campagne di misura intensive o con accesso ottico limitato. Il team Luchsinger supporta la definizione della configurazione ottimale: sorgente luminosa, particelle traccianti, dimensionamento dell'ottica e impostazione del sistema di acquisizione in funzione dell'applicazione specifica.