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Stereo-high-speed Mikro-PIV System (Laser nicht im Bild)

Mikro-PIV & Mikro-PTV

LaVisions FlowMaster Mikro-PIV/PTV (µPIV/PTV) Produktfamilie für Strömungsmessungen in mikroskopischen Dimensionen ist in über 2 Jahrzehnten stetig gewachsen und deckt alle Anforderungen an Strömungs-Messtechnik bei hoher Vergrösserung ab.
Die gesamte Hard- und Software sind auf die speziellen Besonderheiten der µPIV/PTV Methoden zugeschnitten und unterscheidet sich zum Teil erheblich von Systemen für grössere Messfelder.

Anwendungen 

 

  • mikrofluidische Baugruppen
  • Lab-on-a-Chip Module
  • Brennstoffzellen
  • Bauteile mit Membranen
  • Mikro-Wärmetauscher
  • Mikro-elektro-mechanische Systeme (MEMS): Mikro-Wärmesenken, Mikropumpen, Mikroturbinen, Mikromotoren und Mikromischer
  • Neurobiologie, Zellbiologie (Zytologie)
    Medikamentenverabreichung und DNA Vervielfältigung
  • Strömungsuntersuchungen an Arterienerweiterung (Aneurysmen)
  • Entwicklung von künstlichen Herzklappen
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Laser-Lichtführung mit Einzelfaser und Koppelung an Laser und Mikroskop

Ein Mikro-PIV/PTV System besteht meist aus einer empfindlichen wissen-schaftlichen Kamera, einem gepulsten Laser mit entsprechender Strahlführung, einem Epifluoreszenz-Mikroskop (2D oder Stereo) und der DaVis Software zur Steuerung und Aufnahme von Bildsequenzen, fortschrittlicher Bildauswertung und direkter informativer Darstellung (inklusive Berichterstellung und Ausgabe in gängigen Dateiformaten).

Da in einem Mikroskop kein dünnes Lichtband erzeugt werden kann, wird mit einer Volumenbeleuchtung gearbeitet, die jedoch unerwünschte Reflektionen und Hintergrundbeleuchtung mit sich bringt. Fluoreszierende Partikel emittieren Licht einer längeren Wellenlänge als dem Anregungslicht, und die entsprechende Auslegung eines Epifluoreszenz-Filterwürfels erlaubt die spektrale Trennung. Die Meßebene ist durch die geringe Schärfentiefe des Objektivs gegeben, welches zusätzlich die Eigenschaft eines vergleichsweise langen Arbeitsabstands haben sollte.

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Komplett automatisierte Scan Sequenzen mit motorisiertem Zoom Mikroskop
Systemeigenschaften

 

  • anwendungsbezogene Konfiguration von Mikroskop, Lichtquelle und Kamera aus einer umfangreichen Modellpalette
  • Mikro-PIV Algorithmen für erhöhten Signal-Rausch-Abstand der Strömungsfelder
  • Faseroptische (Laser) Lichtzuführung
  • Mikroskop Steuerung mit der DaVis Software
  • Zeitaufgelöste (high-speed) Mikro-PIV Aufnahmen
Trotz der Beschränkung auf nur 2 Kameraperspektiven sind volumetrische (3D3C) zeitaufgelöste Messungen mit dem FlowMaster Shake-the-Box (4D PTV) System möglich. Diese moderne PTV-Methode liefert akurate Ergebnisse auch in der Nähe von Oberflächen oder Strömungshindernissen in Fällen, in denen PIV prinzipbedingt an Grenzen stösst.


                         Rekonstruierte 3D Partikeltrajektorien in einem Mikrokanal

Die hohe Genauigkeit der FlowMaster µPIV and µPTV Ergebnisse basiert einerseits auf erprobten und wissenschaftlich anerkannten Algorithmen der planaren 2D2C und 2D3C Methoden und andererseits auf für Mikro-PIV optimierten Auswerteschritten. Bildvorverarbeitung zur Steigerung des Signal/Rauschen-Verhältnisses, Bildentzerrungalgorithmen (mit "self-calibration“ Methode) sowie "sum-of-correlation" Auswertung sind dabei Schlüsselschritte, um aus verrauschten Signalen bei spärlicher Partikeldichte qualitative aussagekräftige Ergebnisse zu erzielen.

Optionen
  • 2D- oder Stereo-Mikroskope
  • planar 2D2C oder 2D3C (stereo) PIV
  • volumetrisches tomographisches PIV oder 4D-PTV (Shake-the-Box)
  • motorisierter Fokus und/oder Probentisch
  • Messung von Druck-Verteilungen aus PIV/PTV Messungen
  • fluoreszierende Kalibrierplatten
  • µPIV starter kit
  • Mischprozesse in Flüssigkeiten: Konzentration oder Temperatur mittels LIF
 
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Zeitaufgelöste (1kHz) Strömungsfelder um ein 100 µm großes Plankton

Produktinformation

Innovative PIV/PTV Systeme
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Strömungsfelder in der Mikrofluidik

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