近二十年兴起的粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry,PIV)已成为当前一种主流且应用面非常广的流场测量方法,目前PIV测量系统基本被外国厂商垄断,国内仅从PIV算法和PIV系统的应用两个方面在进行研究,对于PIV测量系统的研究较少。传统的PIV测量系统由于采用固定时间间隔的方式,对于均匀、时变的流场,存在测量动态范围小、测量精度不高的难题,本文针对这种问题,以课题组自行搭建的PIV流场测量平台为基础,设计了基于跨帧技术的PIV系统,通过对帧间间隔时间动态调整,提高了均匀、时变流场的动态测量范围和测量精度,具体研究内容包括:(1)针对PIV流场测量平台的测量需求,设计了一套基于跨帧技术的PIV成像系统,通过分光的光路设计和相机外触发控制实现系统跨帧功能,辅以精密的机械结构设计和相机标定实验,将系统图像位置误差控制在一个像素以内。(2)设计了基于并行技术的图像处理系统,实现了对流场粒子图像采集、图像处理、结果显示、控制反馈的系统功能,并采用了一种基于FFT变换的互相关算法作为流场预测PIV算法实现对流体速度的运算。(3)进行了仿真实验和实际流场测试实验,并对计算的流体速度随时间变化曲线进行了分析。流场实验结果表明,设计的基于跨帧技术的PIV测量系统能够有效提高均匀、时变流场的动态测量范围,同时提高测量精度。