传统MicroPIV及Stereo MicroPIV的系统设计及应用

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Stereo MicroPIV是利用双目体视显微镜进行微通道内2D3C PIV测量的微流动诊断工具。近年来随着MEMS等技术的飞速发展,MicroPIV及Stereo MicroPIV被越来越广泛的应用于微流动测量中。本专题分几部分讲述传统MicroPIV及Stereo MicroPIV的系统设计及应用。

 

(一)荧光MciroPIV系统及应用

(二)背光MicroPIV系统及应用

(三)Stereo MicroPIV系统的显微镜选择

(四)Stereo MicroPIV系统的应用

 

(一)荧光MciroPIV系统及应用

 

基于荧光的MicroPIV是最常用的,也是适合绝大多数微通道应用的传统MicroPIV系统。它采用荧光显微镜,使激光与荧光分离,在激光射入微通道的同时,使微通道内的荧光粒子被激发出的荧光在相机上成像,从而获得粒子图像,并计算粒子的速度场。

 

 

一般来说,所有的荧光显微镜都可以胜任MicroPIV,但是即便如此,我们在显微镜的设计上依然针对MicroPIV的特点做了深入的调整适配工作。

 


 

 

1.首先,我们在激光的入口将商业显微镜的针对白光的光学器件更换为更适合激光照明的专用光学器件,使激光波长的通过效率提高了300%;

2.在激光器与液态导光臂耦合处增加了过载自损透镜,当激光的能量密度高于液态导光臂的承载极限时,该透镜会首先破碎,防止激光打坏比较昂贵的液态导光臂以及显微镜,而更换该透镜的成本极低;

3.我们在显微镜的目镜处增加了激光安全装置,使激光发射时,目镜被完全关闭,以防止激光意外射入人眼;

4.在载物台我们增加了激光安全罩,使向上发射的激光不会射出,对人眼造成伤害。

 

另外,在物镜的选择上,根据实验的不同,我们会提供5x至高达100x的物镜。对于高倍物镜,我们推荐使用莱卡配有盖玻片校正环的PL-FL系列高性能荧光物镜。该系列物镜相较常规的平场物镜具有更高的数值孔径,从而获得更大的通光量及更小的景深。并且由于配有盖玻片校正环,因此可以 在较厚微通道壁面 的 应用中依然提供非常清晰锐利的粒子图像。

荧光MicroPIV是应用最广泛的MicroPIV系统,经常被应用于微流体机械、微流动混合等等领域,也可以被拓展成为MicroLIF系统,从而对微通道内的传质、转热等实现定量测量研究。

2019年3月14日 15:42
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