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显微散焦粒子识别与追踪测速
  • ISSN号:1671-4598
  • 期刊名称:《计算机测量与控制》
  • 时间:0
  • 分类:TP317.4[自动化与计算机技术—计算机软件与理论;自动化与计算机技术—计算机科学与技术] O353.5[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:中国计量学院计量测试工程学院,浙江杭州310018
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.11472261,11172287)
中文摘要:

为了开展三维显微粒子追踪测速研究,设计了一种孔边缘厚度0.1mm,距挡板边缘间厚度成线性分布的三孔挡板,搭建了一套高速显微散焦粒子三维测速系统.通过光学和图像分析得到了工作介质粒子散焦图像构型参数和粒子深度方向的标定函数,并用二元多项式拟合获得了关于粒子平面位置的补偿函数,实现了粒子空间位置的识别和追踪.还针对倒置台阶结构的微通道流动进行了测量,采用20×0.4显微物镜和高速CMOS相机对通道内部播撒的2μm的荧光粒子进行了追踪,获得了粒子运动轨迹及三维速度分布.最后,采用数值仿真方法进行了验证,结果表明所搭建散焦测速系统和算法具有可行性和有效性.

英文摘要:

A high speed microscope defocusing particle velocimetry with a three-pinhole mask whose thickness was 0.1 mm at the edges of the three holes with linear distribution between every hole edge and mask edge was established for the three-dimensional microscopic particle tracking velocimetry. The calibration function between the configuration parameters of the defocusing particle image and the out-of-plane position of the particle was obtained by the optical and image analysis. The compensation functions by quadratic polynomial fitting of the in-plane position of the particle was obtained. The measurements of flow in a micro-channel with an inverted step structure were implemented. A microscope of objective lens of 20 × 0.4 and a high speed CMOS camera were employed to trace the fluorescent particles of 2μm in diameter in the measurements; and the three-dimensional velocities and the trajectory tracking of particles were obtained. The experimental result which is compared with the numerical simulation shows the feasibility of the particle defocusing image system and the validity of the arithmetic of particle tracking velocity.

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期刊信息
  • 《计算机测量与控制》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国航天科工集团公司
  • 主办单位:中国计算机自动测量与控制技术协会
  • 主编:苟永明
  • 地址:北京海淀区阜成路甲8号中国航天大厦405
  • 邮编:100048
  • 邮箱:ly@chinamca.com
  • 电话:010-68371578 68371556
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-4598
  • 国内统一刊号:ISSN:11-4762/TP
  • 邮发代号:82-16
  • 获奖情况:
  • 中国学术期刊综合评价数据库来源期刊,中国科技论文统计源期刊,“国家期刊奖百种重点期刊”
  • 国内外数据库收录:
  • 美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版)
  • 被引量:27924