PIV技术，全称粒子图像测速技术（Particle Image Velocimetry），是一种用于测量流体中速度分布的非侵入式测量技术。其工作原理是通过激光器发出激光束，照明被测试的流场区域。流场中散布有微小的示踪粒子（如烟雾粒子或油雾粒子），激光照亮这些粒子，高速CCD相机拍摄连续两个激光脉冲照亮流场的两幅图像。由于流体中粒子运动，这两次拍摄的图像将有所差异。专用软件随后采用图像处理算法匹配图像中的粒子对，测量时间间隔内示踪粒子在x、y方向上的位移。根据位移和时间计算出粒子在x和y方向上的速度值。最终，通过显示各个粒子的速度值，形成速度矢量图、流线图和涡量云图，从而获得流体运动的直观信息。
重介质旋流器是一种利用离心力和重介质悬浮液的密度差来分选物料的设备，广泛应用于煤炭重选过程中。该设备在分离煤和矸石（煤中杂质）时，内部流体运动极为复杂，对流场进行详细测试研究对于优化设计和操作具有重要意义。在实验室条件下，通过应用PIV技术可以对有压三产品重介质旋流器流场进行测试研究，从而得出旋流器内部流场的变化和分布规律。
PIV技术包括硬件和软件两个部分。硬件系统主要包括照明激光器、同步控制器、图像采集板、高速数字相机和计算机。而软件系统则包括集成化的粒子图像测速系统、粒子图像跟踪测速系统、浓度场分析系统、粒子粒径分析系统和数字相机控制系统等。在测试过程中，激光器发出的激光束被光学元件转化成片光源来照亮所测流场，高速CCD相机拍摄两幅图像，然后进行PIV处理和后处理，以便得到速度场、涡量场和流线图。
实验系统由多个部分组成，包括清水箱、清水泵、调节阀门、流量计、压力表、旋流器、激光器和CCD相机等。实验时，清水箱中的水被泵入旋流器，通过调节阀门和泵流量来控制旋流器内的空气柱稳定性和压力。激光器垂直于旋流器发射激光，照亮旋流器的截面区域，而CCD相机则对准该区域进行拍摄。通过分析得到的粒子运动矢量图、径向速度图、切向速度图、流线图、涡量云图和涡量分布图，可以详细研究旋流器内的流场特征。
在试验操作方面，操作者首先需要在水箱中注满清水并加入适量示踪粒子。然后打开水泵，调节流量和旋流器入料口的压力，直到形成稳定的空气柱并记录流量和压力值。接下来启动PIV测试系统，调节激光器和相机运行状态，确保激光器和相机形成清晰的粒子图像。记录图片，并对图片进行PIV处理和后处理，获得所需的速度场和流线图数据。
通过试验结果分析，可以得出旋流器流场在不同位置和不同条件下的变化规律。例如，通过选取距入料口不同距离的截面，分析其速度矢量图、径向速度图、切向速度图、流线图、涡量云图和涡量分布图，研究人员可以细致地了解旋流器内部的流体动力学特性，这为旋流器的设计和改进提供了理论基础和实验数据支持。在选煤技术中，对旋流器的深入了解有助于提高分选效率和效果，从而提升整个选煤工艺的经济效益。
