N° 27 Aprile 2009

Informazioni tecniche a cura di Milano Systems s.r.l.
Strada Anulare Torre 1 - San Felice - 20090 SEGRATE (MI)
Tel. 02/7531004 (r.a.) - Fax 02/7532400 - E-mail: [email protected]
N° 27
Aprile 2009
ANALISI MOVIMENTO FLUIDI CON TECNICHE PIV - LIF - SCATTERING
Gli strumenti forniti da LA Vision
(www.lavision.de) si basano su tecniche di
diagnostica laser non intrusive per analizzare
soprattutto il comportamento dei fluidi, liquidi e
gassosi, in movimento ma anche per l’analisi dei
materiali sottoposti a stress.
Il portafoglio di prodotti che La Vision puo offrire è
innumerevole ed alcune delle tecniche sui cui si
basa sono: Particle Image Velocimetry (PIV),
Laser Induced Fluorescence (LIF), Laser Induced
Incandescence (LII), Mie Scattering, Rayleigh
Scattering e Raman Scattering.
Alcune delle possibili applicazioni includono ad
esempio lo Studio dei processi di
Combustione. La realizzazione di sistemi di
combustione efficienti e ottimali richiede una
comprensione dettagliata dei complessi processi
dinamici dei gas. Tecniche di “ Laser imaging “
come la “Laser Induced Fluorescence” (LIF),”
Laser Induced Incandescence” (LII), “ Particle
Image Velocimetry” (PIV), “Raman-, Rayleigh e
Mie-Scattering” e anche techiche di
spettroscopia ben si prestano a questo scopo
permettendo misure multiparametriche con un alta
risoluzione spaziale e temporale. E’ anche
possibile l’utilizzo di endoscopi per utilizzare punti
di accesso ottico estremamente piccoli e sonde
progettate su misura del cliente.
Ovviamente molti dei prodotti LA Vision sono
dedicati allo Studio della meccanica dei fluidi.
Le tecniche di “ laser imaging” permettono lo studio
di praticamente qualsiasi tipo di flusso: quello
laminare, turbolento, reattivo, multi fase, ad alta
temperatura etc.etc.
In questa categoria di studio rientrano le analisi e i
test aerodinamici compiuti all’interno delle
gallerie del vento. Difatti l’utilizzo della tecnica
PIV offre notevoli vantaggi tra cui la possibilità
di ottenere informazioni sull’intera distribuzione di
velocità anziché su singoli valori puntuali (Per
raggiungere tale obiettivo, si cercava di effettuare
misurazioni a “grappolo” utilizzando diverse
sonde di pressione o anemometri a filo caldo. E’
facilmente intuibile che l’inconveniente principale
nell’effettuare misure in parallelo è l’eccessiva
intrusività della tecnica di misura).
Grazie allo sviluppo dei processi sottostanti alle
tecniche di diagnosi laser ed in particolar modo
agli algoritmi di correlazione, La Vision è anche in
grado di offrire un prodotto in grado di investigare
e scoprire il comportamento dei materiali
sottoposti a deformazioni e stress.
SISTEMI DI TELEMETRIA DIGITALI
I sistemi di telemetria per organi rotanti e parti in
movimento includono nella loro famiglia nuovi e
sempre più evoluti apparati.
Il primo è il sistema digitale DATATEL multi
canale (sino a 600!!) capace di acquisire
simultaneamente strain gages e termocoppie da
rotori di turbine, compressori, motori aeronautici,
eliche.
Il sistema combina l’eccellente accuratezza di
misura all’elevata banda passante (circa 100KHz
per canale) e risoluzione da 8 a 16 bits.
Il sistema rotante può essere controllato via
Ethernet tramite il ricevitore e una ampia quantità
di funzioni può così essere gestita in modo
automatico, ad esempio alimentazione ai ponti,
calibrazione via shunt, programmazione guadagni
e filtri.
Il sistema di bordo può essere alimentato tramite
via induttiva o via batteria ed a questo è anche
associato un sensore termoresistenza che controlla
in modo continuo la temperatura del trasmettitore,
capace comunque di operare nel range compreso
fra -20°C e + 125°C.
Parallelamente si sono resi disponibili piccoli
sistemi di telemetria dedicati a prove nelle quali sia
richiesta massima flessibilità e semplicità d’uso.
Il trasmettitore ed il ricevente della serie SX-500
raggiungono questi obbiettivi.
Il trasmettitore è in grado di condizionare sino ad
un massimo di 8 canali provenienti da strain gages,
termocoppie o comunque segnali di tensione o
corrente da altri sensori.
Gli 8 canali possono essere anche misti. Ogni
canale è digitalizzato con rete 8 a 17 Ksample/sec.
Una banda massima di 8KHz da dividere nel
numero di canali utilizzati.
La trasmissione avviene con modulazione FSK con
una portante selezionabile fra 815,868 e 433 MHz.
La distanza massima di trasmissione è di 400
metri.
Il trasmettitore può essere alimentato a batteria o
via induttiva.
La parte ricevente, anche questa compatta, è
alimentata a 12 VDC e 220 VAC e dunque
consente installazioni mobili.
ALL’INTERNO:
Pag.2 APOGEE LABS - Trasmissione in
rete LAN di segnali video e PCM
Pag.2 AIM - PBA.Pro oltre all’avionica
anche la telemetria
Pag.3 MILANO SYSTEMS – Registratori
video per impiego mobile
Pag.3 IMAGE SYSTEMS - TEMA
Software di analisi
Pag.4 VISION RESEARCH - Phantom
V12 Hi-speed Hi-Quality Camera
Trasmissione su rete LAN di segnali VIDEO e PCM
ApogeeLabs offre nuove unità di codifica e
decodifica dati PCM e video per utilizzare la rete
Ethernet come supporto trasmissivo.
Video over IP
Il sistema è costituito molto semplicemente da
una unità di codifica AL1120 e una di decodifica
AL1121 che utilizzando la codifica MPEG2
consentono di utilizzare una normale
connessione ethernet 10/100/1000 Mbps
garantendo velocità da 72Kbps fino a 17.5 Mbps
mediante un algoritmo di compressione
programmabile. I protocolli supportati sono TCP/
IP, UDP/IP, TMoIP, ICPM, IGMPv2, SNMPv2,
DHCP, ARP e Telnet. I dati video in formato PAL
o NTSC sono codificati in pacchetti e quindi con
questa tecnologia sono disponibili virtualmente
ovunque utilizzano il web e quindi consentendo
anche la trasmissione simultanea in broadcast del
segnale video. Le unità AL1120/1121 sono
programmabili mediante semplice web browser e
quindi il controller è indipendente dal sistema
operativo, agli utenti più sofisticati mediante
l’interfaccia utente è offerta la possibilità di gestire
la dimensione dei pacchetti, i parametri delle porte
e di comunicazione, nonché il protocollo anche a
basso livello.
Ethernet standard 10/100/1000 Mbps. Il sistema
si sincronizza automaticamente su dati e clock in
ingresso (livelli TTL oppure differenziali RS422) e
impacchetta le informazione sia in modalità “raw
IP” che in modalità allineata con il frame PCM.
Anche in questo caso, così come per il video, il
sistema supporta i protocolli TCP/IP, UDP/IP
(Unicast, Multicast &Broadcast), TMoIP, ICMP,
IGMPv2, SNMPv2,DHCP,ARP, Telnet.
Mediante questo sistema i dati PCM possono ora
essere resi disponibili ovunque sia presente una
rete locale, svincolando l’utente dalla necessità di
trasmettere via ponte radio o satellite i dati
telemetrici.
Le unità AL11xx si presentano tutte come moduli
indipendenti installabili con facilità ed equipaggiati
con un comune alimentatore universale. L’unità di
programmazione, quando necessario, si può
connettere alla rete mediante un comune router,
consentendone il monitoring ed il controllo remoto
PCM over IP
Le unità di codifica e decodifica PCM AL1110 e
AL1111 offrono la possibilità di trasferire un flusso
telemetrico di dati PCM + clock fino a 35 Mbps e
segnale di tempo IRIG-A/B/G mediante una rete
Applicativo PBA.Pro: oltre all’avionica anche telemetria
Nell’ambito della suite applicativa PBA.pro è ora
possibile gestire anche un sistema di acquisizione
dati PCM completo di bit synchronizer e
decommutatore fino a 10 Mb/sec in quanto sono
state integrate le risorse software necessarie per
gestire un modulo hardware di decommutazione
PCM (frame/subframe synchronizer) completo
opzionalmente di bit synchronizer, ed il relativo
database di programmazione.
In sintesi da oggi la potenza di acquisizione,
analisi, visualizzazione e simulazione dati del
PBA.pro si estende dai classici dati per bus
avionici, analogici e digitali in genere, anche al
mondo della telemetria PCM.
Questa nuova capacità completa quindi l’offerta
per coprire esigenze di test e simulazione che
oggi divengono sempre più complesse e che in
particolare richiedono di gestire sistemi dove il
mondo avionico e quello del flight test e della
telemetria interagiscono anche talvolta con
tipologie di segnali analogici, discreti o bus seriali,
il tutto è gestito da un’ unica applicazione
modulare e dotata di un’unica interfaccia utente e
grafica.
I sistemi basati sull’applicativo PBApro coprono
un sempre più ampio ventaglio di applicazioni a
partire da sistemi portatili di “pre flight check” da
utilizzare nelle vicinanze del velivolo, a banchi di
test, oppure ad ambienti (RIG) di integrazione, di
analisi e simulazione per dati in generale, non
solo di provenienza da bus avionico ma anche di
origine analogica o digitale inclusa telemetria
PCM.
A questo particolare proposito è opportuno
segnalare che AIM e Milano Systems sono in
grado di offrire soluzioni complete di chassis o
computer sia portatili che da laboratorio sia
standard che “rugged” completando l’offerta con
tutte le attività di integrazione necessarie per
realizzare una fornitura “chiavi in mano”.
Mediante PBApro siamo in grado di offrire soluzioni
che coprono un numero virtualmente illimitato di
applicazioni, utilizzando sia hardware AIM che
hardware di costruttori terzi.
Le caratteristiche principali di PBApro si possono
così riassumere:
x Architettura aperta all’utente
x Ambiente di sviluppo display e pannelli
interattivi per comando e controllo dati
(simulazione e monitor)
x Gestione database secondo gli standard ed i
formati più comuni
x Gestione dei test anche in automatico con
generazione automatica o manuale dei report
x Totale accessibilità a tutte le funzioni mediante
Script in linguaggio Tcl e Python
x Totale personalizzazione delle funzioni,
dell’aspetto e degli automatismi
x Supporto sia per Windows che per Linux
Registratori Video per Impiego Mobile
Per applicazioni limitate nel tempo e nei canali,
Milano Systems, offre i registratori video di
bordo rugged da 1a 4 canali.
La compressione video è MPEG 2° MPEG4 e la
capacità di registrazione è sino alle 4 ore.
I registratori sono alimentabili in continua, forniti
con supporti anitivibranti.
Milano Systems offre varie soluzioni a chi deve
affrontare le problematiche connesse con la
registrazione video sia a bordo veicolo che
velivolo.
Si parte da sistemi sofisticati e conformi alle
Telemetry IRIG STD 106/96 chapter 10, per
impiego in campo aeronautico.
Qui è possibile registrare in modo digitale su
memoria pressoché illimitato di segnali video.
La compressione avviene sia sotto forma
MPEG2 che MPEG4 che JPEG.
Il sistema è modulare e da modo anche di
registrare con solo segnali video ma anche
segnali PCM, segnali da bus avionici MIL 1553,
ARINC 429 e segnali analogici.
I dati e i video sono riproducibili a tema sia in
forma trasparente che trasferiti direttamente a
PC per visualizzazione sia delle immagini video
che dei segnali e dati provenienti dai bus o da
ingressi analogici.
La memoria ha capacità sino a 512GB.
Gli stessi registratori sono anche disponibili in
versione da laboratorio per acquisire direttamente
dati telemisura.
TEMA - Software di Analisi
Tema è il più avanzato sistema per analisi immagini e gestione high speed camera
disponibile oggi.
Il sistema una volta acquisite le immagini digitali, è in grado di effettuare il tracking
di uno o più oggetti presenti nei vari frame video, analizzare e presentandone
risultato in frame grafica e tabellare.
Il TEMA utilizza vari algoritmi di tracking, selezionabili in funzione delle applicazioni.
Fra questi: correlazione, quadrante, circolare, centro di gravità, punti virtuali.
Una volta selezionato l’algoritmo e l’oggetto o gli oggetti/punti di tracking il sistema,
in automatico, ne segue e memorizza posizione ed andamento nel tempo, frame
per frame.
Con la possibilità poi di ricavarne successivi processi quali velocità, distanze fra
punti etc.
Il software TEMA è disponibile sia per visualizzazione/analisi 2D che 3D ed anche
in 6 gradi di libertà.
Il sistema include anche la possibilità di
calibrazione ottiche delle telecamere ad
alta velocità.
Dedicate opzioni sono poi quelle per il
rilievo e calcolo di volumi e dimensioni
airbag o per lo sviluppo di sistemi
iniezione carburante
V12 High-Speed High-Quality video camera
Caratteristiche Principali:
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
La Phantom V12.1 apre una nuova dimensione nel mondo delle telecamere
ad alta velocità e impone un nuovo standard in termini di velocità e
risoluzione. La V12.1 è lo strumento perfetto per registrare eventi
incredibilmente veloci come si rende spesso necessario nel campo della
balistica e a livello microscopico.
Il cuore della macchina è costituita da un un sensore ad alta definizione
CMOS da 1280x800 pixels, che è costruito specificatamente per
acquisizioni di immagini ad alta velocità. A piena risoluzione la V12.1 può
registrare fino a 6.242 fps mentre a bassa risoluzione, 128x8, può arrivare
fino a 1.000.000 fps . La Phantom V12.1 si caratterizza anche per una alta
sensibilità alla luce, questo grazie ad una dimensione del pixel pari a 20
micrometri accoppiata con un efficienza quantica migliorata rispetto ai
passati modelli. Grazie al tempo di esposizione estremamente basso, 300
nanosecondi, si può evitare il blur motion ed accentuare i dettagli. La
Phantom V12.1 ha alta precisione anche per quanto riguarda il suo
sistema di temporizzazione. Un clock interno preciso e stabile determina
una risoluzione pari a 20 nanosecondi. Questo rende la macchina perfetta
per le applicazioni PIV con uno straddle time pari a 500 nanosecondi .
Ovviamente la la V12.1 offre, come tutte le telecamere appartenenti alla
categoria v-series, il sistema chiamato EDR ( extreme dynamic Range)
che dà la possibilità di avere due differenti tempi di esposizione all’interno
dello stesso frame, mentre con l’auto-esposizione la macchina si adegua
autonomamente alle differenti condizioni di luce. La V12 viene fornita
normalmente con 8 Gb di memoria , “ high speed Dynamic RAM”, ma
versioni con 16Gb o 32Gb possono essere ordinate come opzioni. La
memoria ha la caratteristica di poter essere partizionata fino a 64
segmenti in modo da poter riprendere la registrazione più volte senza prima
dover scaricare le sequenze già acquisite. . Un’altra possibilità è quella di
registrare direttamente sulla mamoria non volatile Phantom Cinemag
montata direttamente sulla telecamerV12.1, aumentando così la capacità di
memoria potenzialmente fino a 512 Gb .
Una volta che i dati sono a bordo del cinemag possiamo trasferirli su un pc
utilizzando la telecamera come “Cinestation” a fine delle riprese oppure
collegare il cinemag al PC tramite Cinestation e lasciare così la
telecamera libera di lavorare mentre i dati vengono scaricati. I dati possono
essere salvati in formato raw originale cine oppure convertiti in TIFF,
QuickTime, AVI o diversi altri formati.
x
x
x
x
x
x
x
x
Resolution: 1280x800
Continuously Adjustable Resolution (CAR): 128 x 8
Frames-per second at full resolution: 6,242 fps
Maximum Frame Rate: 680,000 fps, optional 1,000,000 fps
Minimum exposure: 1 μsecond standard, optional 300ns
Built-in Memory: 8GB, 16GB or 32GB
ISO (ISO12232 standard): 6400 mono, 1600 color
Non-volatile memory: Phantom CineMag
Memory segmentation: up to 64 segments
Pixel bit-depth: 8 and 12 bits
Camera trigger and signals: Trigger, Aux (IRIG-out or Strobe ),
Ready, FSync, IRIG-in, Video
Ethernet: Gb Ethernet
Analog Video Out: PAL, NTSC & HD, Component (720p)
HD-SDI: 720p
Lensing: F-mount
Size: H = 5.0” (7.5” w/handle), W = 5.0”, L = 11.5” (w/o lens)
Weight: 11.5 pounds without lens
Power: 60 Watts
Operating temperature: 10°C to 40°C
Milano Systems s.r.l. - Strada Anulare Torre 1 - San Felice - 20090 SEGRATE (MI) - Tel. 02/7531004 (r.a.) - Fax 02/7532400
Telemetry - West
Telemetry - East
Titan - Datron
www.l-3com.com/tw
www.l-3com.com/te
www.dtsi.com
www.nova-eng.com
www.visionresearch.com
www.imagesystems.se
www.imagotrackers.com
www.photosonics.com
www.aim-online.com
www.datatel-telemetry.com
www.lumi-star.com
www.navcomtech.com
www.ampexdata.com
www.tcs.la
www.symvionics.com
www.apogeelabs.com
web site: www.milanosystems.it - e-mail: [email protected]