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电动微流体显微粒子图像测速误差修正方法
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作者 黎永前 徐征 +1 位作者 刘冲 王立鼎 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期685-689,共5页
在电动微流体粒子图像测速技术中,示踪粒子的电泳运动是影响测量不确定度的主要因素之一.采用电流方法和粒子图像跟踪技术相结合,测量流体的平均电渗淌度和示踪粒子运动淌度,计算粒子的电泳淌度,据此对显微粒子图像测速结果进行修正.实... 在电动微流体粒子图像测速技术中,示踪粒子的电泳运动是影响测量不确定度的主要因素之一.采用电流方法和粒子图像跟踪技术相结合,测量流体的平均电渗淌度和示踪粒子运动淌度,计算粒子的电泳淌度,据此对显微粒子图像测速结果进行修正.实验测量了直径为520 nm的聚苯乙烯示踪粒子在20 mm o l/L硼砂缓冲液中的电泳淌度,对水力直径小于20μm的锥形微管道M icro-P IV测量流场进行了修正.实验结果表明,修正后的流场速度与数值计算结果一致,该方法可以较好地消除示踪粒子电泳运动对M icro-P IV测量结果的影响. 展开更多
关键词 显微粒子图像测速 示踪粒子 电渗淌度 电泳淌度
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基于粒子图像叠加方法的微柱群绕流流场测量 被引量:2
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作者 王昊利 徐明 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期59-65,共7页
分析了相关深度对Micro-PIV速度场测量的影响,说明采用低密度粒子图像叠加技术能够有效减小相关深度,提高速度测量的准确性。将该方法应用于微柱群绕流流场的分层测量,雷诺数分别取0.8~3.6,在此基础上计算了空间平均速度。将分层速度场... 分析了相关深度对Micro-PIV速度场测量的影响,说明采用低密度粒子图像叠加技术能够有效减小相关深度,提高速度测量的准确性。将该方法应用于微柱群绕流流场的分层测量,雷诺数分别取0.8~3.6,在此基础上计算了空间平均速度。将分层速度场和平均速度廓线与采用平均相关技术获得的结果进行了比较。结果表明,采用低密度粒子图像叠加方法获得的全场绕流速度分布更为合理,通道底部和顶部近壁区的平均"伪滑移速度"分别减小了22.7%和17.2%,通道中心平均速度峰值增加了5.2%。 展开更多
关键词 显微粒子图像测速技术 图像叠加法 微柱群绕流 分层测量
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微通道水流量的显微可视化测量 被引量:3
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作者 王昊利 王元 《计量学报》 CSCD 北大核心 2009年第1期25-28,共4页
采用显微粒子图像测速技术(M icro-PIV)获取全场速度分布的基础上测量了水力直径为0.4 mm的长直微通道内的水流量。实验采用532 nm波长的双脉冲激光对粒径为3μm的荧光粒子进行照明,通过在电荷耦合器件(CCD)相机前加装10倍显微物... 采用显微粒子图像测速技术(M icro-PIV)获取全场速度分布的基础上测量了水力直径为0.4 mm的长直微通道内的水流量。实验采用532 nm波长的双脉冲激光对粒径为3μm的荧光粒子进行照明,通过在电荷耦合器件(CCD)相机前加装10倍显微物镜,获取具有较高空间分辨率的粒子运动图像。利用位移求解算法得到雷诺数分别为100和200时的通道中位面的速度场分布。结果表明,除近壁区外,通道内中位面速度分布与方形截面理论速度廓线一致。由此利用方形通道的层流解析表达式获得不同位置处的截面流量的离散分布值,对其求算数平均获得通道水流量。 展开更多
关键词 计量学 微通道 微流量 显微粒子图像测速技术 速度场
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面向典型微流控芯片的流场测速技术研究
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作者 刘冲 徐征 +2 位作者 陈阳 黎永前 王立鼎 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期523-527,共5页
介绍了微流体流动特性测试技术的发展和应用概况,选用激发光源、荧光显微镜和高精度CCD摄像机等建立了显微粒子图像测速装置,用于测量微流控芯片内部电渗流流动特性,并给出显微成像单元、激发光源、示踪粒子的技术指标和适用范围.根据... 介绍了微流体流动特性测试技术的发展和应用概况,选用激发光源、荧光显微镜和高精度CCD摄像机等建立了显微粒子图像测速装置,用于测量微流控芯片内部电渗流流动特性,并给出显微成像单元、激发光源、示踪粒子的技术指标和适用范围.根据微流控芯片的特征尺寸和内部电渗流速度,分析了应用显微粒子图像测速技术测量微流场速度分布的测量分辨率、测量精度、测速范围等关键问题.研究结果表明:在电场强度100V/cm、宽度50μm的玻璃微通道内,硼砂电渗流速度约为220μm/s,放大倍率低于40倍,MicroPIV动态测速范围能满足流场测速要求;选用直径300nm的荧光粒子,在高于10倍放大倍率下,粒子像大于3个CCD像元的尺寸,可以进行观测;MicroPIV测速系统的测速精度则与光学系统、图像处理技术、电场力、布朗运动等有关系. 展开更多
关键词 微流控芯片 显微粒子图像测速 示踪粒子 微流体 速度分布 测量分辨率 电渗流速度
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Y型微通道两相流内部流动特性 被引量:12
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作者 刘赵淼 刘丽昆 申峰 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期209-216,共8页
利用显微粒子图像测速技术、高速度数码显微系统及数值模拟方法研究了Y型微通道内液滴的形成.主要考虑了Y型角度(45°,90°,135°,180°)、两相流量大小等因素的影响.发现在挤压机制中,Y型微通道内分散相液滴的形成主... 利用显微粒子图像测速技术、高速度数码显微系统及数值模拟方法研究了Y型微通道内液滴的形成.主要考虑了Y型角度(45°,90°,135°,180°)、两相流量大小等因素的影响.发现在挤压机制中,Y型微通道内分散相液滴的形成主要受到来自连续相的剪切作用,Y型角度越小,分散相所受到的剪切作用越大.在液滴生成过程中,连续相速度剖面呈非对称抛物线型分布.当Y型角度小于180°时,角度的变化对液滴直径大小影响较小,但角度的减小会加快液滴的生成时间.当Y型角度为180°时,生成的液滴体积最大且生成时间最长.毛细数对液滴直径和生成时间的变化同时产生影响,连续相毛细数的增大使得连续相在两相交汇位置处对分散相的作用力更集中,导致分散相更易破裂. 展开更多
关键词 微流控 Y型微通道 Y型角度 显微粒子图像测速技术 数值模拟
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微凹槽内液滴流场特性的Micro-PIV实验研究
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作者 申峰 闫成金 +2 位作者 李梦麒 姬德茹 刘赵淼 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期67-72,共6页
液滴已成为微流控技术的重要研究内容。为了精确调控液滴内的微环境,利用微通道矩形长凹槽生成并封裹液滴,并开展了液滴内部流场特性的显微粒子图像测速(Micro-PIV)实验,研究了雷诺数(Re)对液滴形貌、流场速度矢量场特性和剪应力分布的... 液滴已成为微流控技术的重要研究内容。为了精确调控液滴内的微环境,利用微通道矩形长凹槽生成并封裹液滴,并开展了液滴内部流场特性的显微粒子图像测速(Micro-PIV)实验,研究了雷诺数(Re)对液滴形貌、流场速度矢量场特性和剪应力分布的影响。结果表明,当Re=11.1时,液滴内部出现了一个涡胞结构;当Re=33.3时,液滴中心处的流速达到最大值,约为10μm/s。然而,当Re=44.4时,涡胞消失,平均流速降低。同时,液滴尺寸随Re增加而减小。此外,Re对液滴内部剪应力变化无明显影响,剪应力平均值极低(<1.5×10^-4Pa)。 展开更多
关键词 微流控 微凹槽 涡胞 液滴微环境 显微粒子图像测速
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微通道气体流动特性研究进展 被引量:3
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作者 赵继鹏 徐涛 杨兵 《真空与低温》 2021年第3期296-302,共7页
微机电系统内部存在微尺度流动现象,伴随微机电系统出现的微流量系统目前已广泛应用于气体微流控领域。研究微通道气体流动特性能够为微机械结构设计提供理论指导。在对气体流动尺度划分分析的基础上,阐述了各尺度流动特征及流动模型。... 微机电系统内部存在微尺度流动现象,伴随微机电系统出现的微流量系统目前已广泛应用于气体微流控领域。研究微通道气体流动特性能够为微机械结构设计提供理论指导。在对气体流动尺度划分分析的基础上,阐述了各尺度流动特征及流动模型。重点调研了国内外微直通道和非直通道中充分发展段及进出口区域气体流动阻力特性,并对微尺度流场可视化实验方法中的显微粒子图像测速技术和流场特性研究进行了总结。分析了当前微尺度气体流动特性研究现状,指出进一步开展对微通道进出口气体阻力、非直通道流动特性及非稳态流动特性的研究有助于微机械结构设计优化,拓宽其应用范围。 展开更多
关键词 微通道流动 阻力特性 显微粒子图像测速 流场特性
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