层析粒子图像测速技术是目前最有发展前景的PIV技术。2006年Elsinga在提出该方法之初就以环形涡流的三维仿真，并评估了层析PIV的测速能力。层析PIV迅速发展研究三维流动的一种通用的，准确的手段。在流体领域相当大的范围内，该技术已经有相当可观的应用。自从层析粒子图像测速技术面世以来，大量的研究队伍从多个方向着手发展该技术，早期的努力大多数投入到层析重建的方法上，应用也主要聚焦于湍流研究[14]，结果科学交流也越来越频繁。更进一步的研究是由其最初的研究团队做出的:the Aerospace Engineering Department of TU Delft (NL) 和德国的LaVision。 Elsinga演示了大量的湍流边界层的应用[15-16]并研究了幽灵粒子的基本方面[17]。Wieneke精心设计了三维标定技术来控制和校准物象的空间关系[18]，并在选择层析重建的算法方面做了大量贡献。Wieneke和Taylor的一些早期工作显示了三维PIV对于平面PIV的优势[19]。Scarano和Poelma利用该技术研究了圆柱尾涡区域[20]。

PIV技术在国内发展也很迅速，北京大学、清华大学、北京航空航天大学、大连理工大学、中国船舶科学研究中心等单位相继研究和开发PIV技术，清华、中国船舶科学研究中心和北航三家单位于1992-1998年先后利用PIV技术完成了潮流测速、离心泵管道内固体颗粒流速、射流气泡图像和叶栅绕流场的测速实验[21]。北航的马广云于研究PIV流速测量实验中的参数和动态测量范围，该研究对PIV实际应用中实验参数的确定提供了有效的参考依据。清华大学田晓东等在2000年对PIV测速测量中进出检测窗口的粒子对整体测速的影响进行研究，提出了相应改进的PIV处理方法。大连理工大学的孙鹤泉等在国内首次将PIV技术应用到冰漂流场的测量中，得到了海冰运动的速度矢量分布。

总而言之，PIV技术方兴未艾，继二维PIV之后，三维PIV技术也会更多的投入到商业应用之中[22]。

1。2  三维PIV技术

三维粒子图像测速技术目前有以下几种方法：扫描粒子图像测速技术（Scanning PIV，扫描PIV）、散焦粒子图像测速技术（Defocusing PIV，散焦PIV）、全息粒子图像测速技术（Holographic PIV，全息PIV）和层析粒子图像测速技术(Tomographic PIV，层析PIV)[23]。

1。2。1 扫描PIV技术

扫描PIV是一种在传统PIV技术基础上拓展的测速技术，它利用高分辨率的CCD相机和激光系统对待测区域沿着激光垂直激光平面的方向，用非常高的频率扫描并记录一系列粒子图像对，这样的流体运动就相当于是静止一样。通过PIV算法对该测量区域内每一个激光平面的每一对粒子图像互相关得到最终的速度矢量场，利用立体平面PIV技术的构造，每一个激光片的第三个速度分量也可以获得，因此，该技术成为真正的三维三分量测速技术，并且具有相当的准确度。该技术的主要缺点拍摄和扫描时间间隔的问题，它要求非常小的时间间隔，来保证流动在扫描过程中静止，这个要求是很高的。Brucker在1995年应用这种技术在圆柱内尾流流动的测量中（其工作原理如图1。1）[24]。但是由于流速的限制，使得它不能进行大范围的应用。文献综述

图1。1 扫描粒子图像测速的实物图与原理图[24]

1。2。2 散焦PIV技术

散焦PIV技术中，粒子深度的信息是利用相机焦平面确定的，粒子位于焦平面上就成像为一个模糊点，远离焦平面的点成像为一个模糊点。1992年，Willert和Gharib首先提出这种想法，随后不断改善，图1。2是其原理图[25]。散焦PIV利用这种双孔导致的图像漂移来确定粒子深度位置。散焦PIV优点是实验装备简单，缺陷就是粒子密度数目低，它更依赖粒子追踪技术而非互相关技术，它的误差水平决定了最大粒子密度，这个限制导致每张速度矢量场中的速度矢量较少。