Η ταχύτητα μέτρησης εικόνας σωματιδίων (PIV) είναι μια μέθοδος που χρησιμοποιείται συνήθως για την απεικόνιση της ροής των σωματιδίων σε ένα ρευστό. Το PIV εφαρμόζεται συχνά για ερευνητικούς ή εκπαιδευτικούς σκοπούς και επιτρέπει σε έναν επιστήμονα να μετρήσει την ταχύτητα και την κίνηση υγρών όπως το νερό. Υπάρχουν διάφορες προσεγγίσεις για την ταχύτητα μέτρησης εικόνας σωματιδίων και η τεχνική συνεχίζει να βελτιώνεται καθώς αναπτύσσεται νέα τεχνολογία.
Για να οπτικοποιηθεί η κίνηση ενός ρευστού, εισάγονται στη ροή πολύ μικρά σωματίδια που ονομάζονται «ιχνηλάτες». Λόγω του μικρού τους μεγέθους, αυτά τα σωματίδια ιχνηθέτη συμπεριφέρονται με τρόπο που είναι σχεδόν πανομοιότυπος με το υγρό που μελετάται. Οι ιχνηθέτες που χρησιμοποιούνται στο PIV μπορούν να φωτιστούν από τον επιστήμονα, γεγονός που τους καθιστά εύκολα ορατούς. Η ταχύτητα μέτρησης εικόνας σωματιδίων χρησιμοποιεί συχνά λογισμικό υπολογιστή για να καταγράφει και να βελτιώνει τους ορατούς ιχνηθέτες.
Μπορούν να χρησιμοποιηθούν μερικά διαφορετικά σωματίδια ιχνηθέτη. μικρές γυάλινες χάντρες, νιφάδες αλουμινίου και σταγονίδια λαδιού είναι τρία κοινά υλικά που μπορούν να εφαρμοστούν για το σκοπό αυτό. Αυτοί οι ιχνηθέτες αντανακλούν πολύ καλά το φως και αυξάνουν την ορατότητα ενός ρευστού. Οι αντανακλάσεις φωτός μπορούν να μελετηθούν με γυμνό μάτι ή να καταγραφούν από μια κάμερα για ανάλυση. Ενώ οποιαδήποτε πηγή φωτός μπορεί να είναι επαρκής για PIV, ένα λέιζερ χρησιμοποιείται συνήθως όταν η ακρίβεια είναι σημαντική.
Η φωτογραφία φιλμ ήταν η κύρια μέθοδος καταγραφής των κινήσεων των σωματιδίων όταν αναπτύχθηκε για πρώτη φορά το PIV, αν και η εφεύρεση φθηνών ψηφιακών φωτογραφικών μηχανών έχει καταστήσει την αναλογική προσέγγιση ξεπερασμένη. Οι ψηφιακές εικόνες σωματιδίων υψηλής ανάλυσης είναι πλέον συνηθισμένες. Ορισμένα προγράμματα υπολογιστών είναι σε θέση να αναγνωρίζουν και να παρακολουθούν αυτόματα κάθε ιχνηθέτη σε μια εικόνα PIV και να παρέχουν δεδομένα σε πραγματικό χρόνο σχετικά με την κίνηση ενός υγρού.
Η τυπική ταχυμετρία εικόνας σωματιδίων καταγράφει την κίνηση ενός ρευστού σε δύο διαστάσεις. Ορισμένες παραλλαγές του PIV ενισχύουν αυτή την ικανότητα και επιτρέπουν την τρισδιάστατη απεικόνιση. Αυτή η προσέγγιση χρησιμοποιεί δύο κάμερες αντί για μία, και συχνά ονομάζεται στερεοσκοπική PIV. Χρησιμοποιώντας ειδικό λογισμικό υπολογιστή, οι απόψεις από αυτές τις δύο κάμερες συνδυάζονται για να δημιουργήσουν μια νέα οπτική γωνία.
Η ταχύμετρη εικόνας σωματιδίων έχει πολλές εφαρμογές. Χρησιμοποιείται συνήθως στον τομέα της αεροδιαστημικής μηχανικής και επιτρέπει στους επιστήμονες να δουν τη ροή του αέρα πάνω από ένα φτερό αεροσκάφους ή άλλη επιφάνεια ελέγχου. Το PIV χρησιμοποιείται επίσης στην κοινότητα της υγειονομικής περίθαλψης. Η μελέτη της κίνησης του υγρού μέσα στο σώμα βοηθά τους γιατρούς να οπτικοποιήσουν την κυκλοφορία του αίματος και να αναπτύξουν νέα ιατρικά εμφυτεύματα. Επιπλέον, οι βιολόγοι μερικές φορές χρησιμοποιούν επίσης ταχυμετρία εικόνας σωματιδίων για να μελετήσουν την κολυμβητική κίνηση ψαριών ή άλλων θαλάσσιων πλασμάτων.