fps計算 | カトウ光研株式会社
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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。

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

計算例

例:室内気流のPIV
風速:1.5m/s
計測範囲:500mm×500mm
画像サイズ( 高速度カメラ):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は、

 ◇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で入力

と入力します。
計算結果から、カメラの撮影設定を600fps程度で設定すれば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。詳細については弊社画像計測部スタッフへお問い合わせください。

fps を計算する理由

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。

  • 粒子画像(ハイスピードカメラで撮影)

  • 画面上で計測したいエリアを指定

  • 指定したエリア内に検査領域を作る
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。

  • 検査領域内の粒子の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

  • 粒子のパターンが大きく変わらないので相関が高く、精度が高く測定できる

  • 粒子移動量が大きいと、流れの回転・せん断の影響等でパターンが大きく変わってしまう
「計測したい流体の速さ」と「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(上記の例)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)するためには高速度カメラが最適です。
本サイトでは高速度カメラの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程度の撮影設定が行えます。
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