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MicroPIV系统

    • 标准MICROPIV系统
      标准microPIV系统通常配备捕捉率高达30Hz的相机以及低脉冲频率激光。
    • 时间分辨MICROPIV系统
       为研究混流或流体演化,时间分辨系统是必须的。
    • 共焦MICROPIV系统
      共焦microPIV系统能够用于狭窄深度的场中,旨在为微管道切片得到每一个切片的代表性矢量场。
    • 其他MICROPIV配置
       不同类型的microPIV系统根据不同的流体测量需求而配置不同的组件。

    MicroPIV 系统 - 测量微电子机械系统设备、微通道,容器及流量设备

    MicroPIV系统是为测量微电子机械系统设备、微通道,容器及流量设备而设计的PIV系统(粒子图像测速系统),测量粒子尺寸范围为数十到数百微米。MicroPIV的典型配置与PIV相似(使用摄像机和激光),但也使用了显微镜的放大功率放大显微设备的流场。数据阐明该通道中的一些显微通道几何尺寸和典型的矢量场。

    Typical microchannels and a typical vector field in a channel

    专利技术

    加利福尼亚大学Carl Meinhart教授、斯坦福大学Santa Barbara与Juan Santiago教授、普渡大学Steve Wereley教授和亚利桑那州立大学Ron Adrian教授进行的研究并结合特殊的光学布置方式、荧光照明及整体处理算法开创了这一专利测量方法。这些方法和TSI独有的专利技术一起被融合到我们的microPIV系统的设计中,以提供最先进最准确的微流场测量方法。

    荧光照明

    荧光照明是Micro-PIV 系 统 的 关 键 。 在 这 个 设 计 中 , 照 明 和  粒子散 射 光 采 集 使 用 相 同 的 光 路 , 如 下 图 所 示 , 为 相 机 提 供 方便稳 定的拍摄方式,以获得最高的图 像 质 量 。 荧光粒子由532或527nm激光激发,但是相机采集的图像来自于荧光粒子受激发射并通过滤波盒的荧光信号。

    Epifluorescence assembly for microPIV

    整体相关性

    整体相关算法计算的结果空间分辨率高。这种方法计算大量图像相关峰值的平均值,然后根据最终(平均的)相关图像计算矢量场。使用该方法,能够显著提高了信噪比,并得到非常准确的速度矢量。

    射入显微镜的激光束

    射入显微镜的激光束对照明至关重要。射入显微镜的激光需要精确控制在既能照亮流体又不会对显微镜造成任何损坏的能量等级。光导臂可用于匹配激光头和显微镜灯箱。当平行光束穿出光导臂后,光束穿过中性滤光片和全息扩散器。扩散器消除光束中的热点以获得一个均匀的光束。

    使用INSIGHT4G 分析MICROPIV 

    Insight 4G软件包括多种为Micro-PIV系统设计的功能。除了整体相关处理算法外,背景消除法可以帮助去除由于体照明而非聚焦的粒子图像。随后,分析位于景深内的粒子并给出代表性的矢量场。粒子追踪方法是Insight软件分析的一部分,也是理想的边界层和近壁面流动测量方法,因为边界层和近壁面粒子密度非常小。

    MICROPIV系统的类型

    不同类型的microPIV系统装配不同的组件以满足对流场测量的不同需求。这些系统最主要的组件是相机、同步器、激光器、显微镜和Insight 4G软件。下面表格提供了一些常用相机、激光器和显微镜的特点。需要注意的是,Micro-PIV系统提供了一套功能完整的显微镜,因此,首先它可以很容易扩展以适用于其他类型的测量(如利用PLIF技术测量温度)。其次,显微镜也可以单独使用为研究其他如细胞等。

     系统 显微镜 相机 激光器
     标准MicroPIV系统 尼康或奥林巴斯正置或倒置显微镜 Powerview系列高分辨率相机 能量输出高达100 mJ@15Hz
     

     时间分辨率MicroPIV系统

     尼康或奥林巴斯正置或倒置显微镜  Phantom  630081 到 630087型高速相机 

     能量输出高达30 mJ@1000Hz  

     

     共焦MicroPIV系统

     尼康或奥林巴斯倒置显微镜(Z轴电动) Phantom  630081 到 630087型高速相机  

     100mW,532nm的CW激光(共焦光学系统的一部分)


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