氣流可視化測試，是借助各類光學(xué)、示蹤手段，將肉眼不可見的空氣流動形態(tài)轉(zhuǎn)化為可視圖像，以此觀測氣流方向、流場均勻性、渦流、回流、卷吸等流動特征的一類流體測試技術(shù)。廣泛應(yīng)用于潔凈室、生物安全柜、通風(fēng)系統(tǒng)、風(fēng)等場景的流場驗證與研發(fā)評估。

　　氣流可視化測試方法

　　(一)煙霧示蹤法

　　煙霧示蹤法是工程現(xiàn)場應(yīng)用zui廣的氣流可視化方法，也是潔凈室、無菌車間、生物安全柜氣流驗證的常規(guī)手段。測試設(shè)備包含專用煙霧發(fā)生器、補光光源、高清攝像系統(tǒng)。常用示蹤介質(zhì)分為甘油霧、去離子水霧、干冰霧等。

　　測試時將示蹤霧在測試區(qū)域緩慢釋放，利用均勻光源打亮霧團，連續(xù)拍攝煙霧運動全過程。靜態(tài)工況下測試空載流場，觀察單向流是否平行均勻，有無渦流與死角;動態(tài)工況模擬人員操作、設(shè)備開門、物料傳遞等實際工況，觀察擾動下氣流是否發(fā)生回流、卷吸，評估污染物擴散風(fēng)險。

　　該方法操作便捷，成本可控，可直接輸出視頻影像，滿足GMP、ISO14644合規(guī)取證要求。其局限性以定性為主，難以精確測量流場速度，示蹤霧濃度過高會輕微改變局部流場，高等級潔凈環(huán)境需選用無殘留示蹤介質(zhì)。

　　(二)絲線法

　　絲線法屬于簡易表面流場觀測手段，將輕質(zhì)絲線、熒光飄帶固定在模型表面或者格柵支架上，通過絲線擺動方向判斷局部氣流流向。

　　絲線法適合大型設(shè)備表面、風(fēng)管內(nèi)部、機柜表面流場快速篩查，實施簡單，無需復(fù)雜光源。缺點是絲線自身會干擾流場，僅能獲取局部流向，無法觀測空間渦流結(jié)構(gòu)，多用于前期摸底測試。

　　(三)粒子圖像測速(PIV)

　　PIV是先進的定量全場氣流可視化技術(shù)，系統(tǒng)由脈沖激光器、片光光學(xué)組件、高速相機、示蹤粒子發(fā)生器與圖像分析軟件組成。

　　激光器生成薄激光片光，照亮待測平面內(nèi)均勻散布的微小示蹤粒子;高速相機連續(xù)采集兩幀間隔極短的粒子圖像，軟件通過互相關(guān)算法計算粒子位移，得到平面內(nèi)全部位置瞬時速度矢量，進一步計算渦量、湍流強度、剪切層等參數(shù)。

　　PIVzui大優(yōu)勢是非接觸式全場測量，不干擾原始流場，能夠捕捉瞬態(tài)渦流、流動分離等復(fù)雜流動結(jié)構(gòu)，可直接和CFD仿真結(jié)果比對。

　　目前廣泛應(yīng)用于風(fēng)洞試驗、新能源設(shè)備艙散熱流場、汽車氣動開發(fā)、潔凈設(shè)備內(nèi)部精細化流場研究。該系統(tǒng)設(shè)備成本高，對環(huán)境振動、光線條件要求嚴(yán)格，更適合實驗室可控環(huán)境測試，現(xiàn)場大面積潔凈車間的常規(guī)驗證較少采用。

　　(四)紋影法與陰影法

　　紋影法依靠氣流密度變化引起的空氣折射率差異實現(xiàn)成像，不需要投放示蹤粒子，適合高速氣流、溫度分層熱對流場景，可直接觀測激波、熱羽流、溫度誘發(fā)的氣流擾動。該技術(shù)在高速風(fēng)洞、熱環(huán)境氣流研究中優(yōu)勢明顯，但對光學(xué)光路要求ji高，普通工業(yè)通風(fēng)、潔凈車間很少使用。