Измерительные испытательные системы
численное моделирование   /   шум вибрация давление
динамика потоков жидкости и газа
оборудование для краш испытаний   /  метрология
+ 7 (495) 799-90-92
+ 7 (495) 204-18-51
Каталог

Стерео μPIV система

Стерео μPIV система

Универсальная стереоскопическая µPIV система анемометрии по изображениям микрочастиц для двухмерных трехкомпонентных измерений 2D3C измерений на микромасштабе

1.jpg

Стереоскопическая система анемометрии по изображениям микрочастиц, предназначенная для точных измерений потоков в микромасштабе
Универсальная стереосистема анемометрии по изображениям микрочастиц, поставляемая компанией Dantec Dynamics, характеризуется возможностью большого увеличения изображений, высокой разрешающей способностью, регулируемым контролем глубины резкости и исключительной точностью измерений. Специальный набор для калибровки изображений повышает точность измерений благодаря использованию калибровочных изображений, имитирующих реальные экспериментальные ситуации. Три различных варианта освещения повышают адаптивность во время настройки, калибровки и измерений. Система пригодна для традиционной двухимпульсной визуализации и визуализации с временным разрешением. Такая система является предпочтительным решением для двухмерных трехкомпонентных измерений 2D3C скорости в микромасштабе.
Основные преимущества
• Точное исследование потоков для проверки результатов вычислительной гидродинамики или физических моделей
• Простое универсальное решение может легко использоваться новыми пользователями
• Простые гибкие регулировки сокращают время настройки системы
• Экономия времени на вычислениях позволяет уделять больше внимания экспериментам
• Исключительная повторяемость и прослеживаемость
• Безопасное лабораторное решение, соответствующее нормам безопасности лазерной техники
• Высокая степень адаптивности к различным вариантам измерений
Микро анемометрия по изображениям частиц и области ее применения
Микроанемометрия по изображениям частиц (μPIV) — развитый метод гидромеханики, позволяющий проводить измерения с микронным разрешением. Обычные системы микро анемометрии по изображениям частиц позволяют исследовать плоские двухкомпонентные поля потоков (2D2C), однако большинство микропотоков зачастую трехмерны по своей природе.
Микростереоанемометрия Stereo μPIV является разновидностью метода измерения всех трех компонентов скорости (2D3C). Достижения в области медицины, молекулярной биологии и генетики стали причиной повышенного внимания к исследованию трехмерных потоков жидкостей.
Микростереоанемометрия используется в следующих важных областях: эксперименты с потоками биологических жидкостей; проверка микроэлектромеханических систем; устройства со встроенной в чип лабораторией; концентрация и разделение потоков; обнаружение клеток и манипуляции с ними; проведение анализа; очистка ДНК; кристаллизация белков; микромешалки; дозаторы капель и пузырьков.
Микростереосистема анемометрии по изображениям микрочастиц со специальным калибровочным комплектом
Микростереосистема анемометрии по изображениям микрочастиц, Stereo μPIV поставляемая компанией Dantec Dynamics, представляет собой идеальное решение для измерения скорости в микропотоковых устройствах. Данная система оптимизирована с учетом необходимости достижения высокой разрешающей способности, большого увеличения и высокой точности измерений. Предлагаемое решение состоит из следующих компонентов:

• Стереомикроскоп с блоком управления
• Светодиодная подсветка для калибровки
• Лазерная подсветка для измерения
 • Видеокамеры
• Калибровочный комплект
• Управляющий компьютер и синхронизирующее устройство
• Программное обеспечение (DynamicStudio)
• Микропотоковое устройство

Для получения плоского трехкомпонентного поля потока требуется калибровка стереоскопического изображения системы. Размещение калибровочной мишени в микропотоковом канале довольно сложная задача, поэтому система Dantec Dynamics поставляется вместе со специальным калибровочным комплектом и осветительным устройством, благодаря чему можно выполнить калибровку стереоскопического изображения надлежащим образом. Данный уникальный калибровочный комплект превращает микростереосистему анемометрии по изображениям частиц Stereo μPIV в подходящее решение для исследователей микропотоков, которым необходима абсолютно наилучшая точность во время исследований потоков, чтобы проверить результаты вычислительной гидродинамики или физические модели.
Компоненты системы

Стерео микроскоп

Выбор и адаптация конфигурации микроскопа определяются требованиями, предъявляемыми к точности измерений с помощью микростереосистемы. Stereo μPIV. Микроскоп обладает рядом особенностей, среди которых полностью плоская оптика с апохроматической коррекцией, кратность изменения фокусного расстояния 16,5:1, двойная ирисовая диафрагма для контроля глубины резкости, насадка на объектив для обычной двухмерной визуализации, белая светодиодная подсветка и различные видеоадаптеры с креплением типа C и F.

Итоговый диапазон увеличения зависит от выбранного видеоадаптера. Для видеокамер с креплением типа C возможны диапазоны увеличения 1x ... 18x и 2x ... 36x, при этом увеличение видеокамер с креплением типа F охватывает диапазон 3,6x ... 57,6x. Увеличение можно изменять непрерывно, чтобы обеспечить гибкость, или ступенчато в целях повторяемости.
Повышенное внимание к микро потокам

Калибровочный комплект
Стереомикроскоп комплектуется блоком ручного управления с электроприводом, чтобы упростить использование и обеспечить представление запрограммированных функций. В блоке управления запрограммированы степень увеличения, положение ирисовой диафрагмы и состояние основного объектива. Программирование позволяет точно задокументировать увеличение, поле обзора, глубину резкости и разрешающую способность. Благодаря этому обеспечивается воспроизводимость и согласованность экспериментальных методик, а также становится возможным проведение калиброванных измерений при всех уровнях увеличения.
Светодиодная подсветка
Стереомикроскоп оснащен двумя отдельными системами светодиодной подсветки. Непрерывная белая светодиодная подсветка предназначена для быстрой настройки, а импульсная сфокусированная зеленая светодиодная подсветка используется во время калибровки. Интенсивность обоих источников света можно регулировать вручную или с помощью программного обеспечения.
Для медленных микропотоков в прозрачных образцах со скоростью менее 100 мм/с микростробирующая светодиодная подсветка может использоваться в режиме пропускания. Такая компактная, специализированная, недорогая, импульсная, сфокусированная светодиодная подсветка удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к безопасности лазерной техники, и способствует формированию рабочей среды, полностью безопасной для исследователей. Светодиодная подсветка также позволяет исследовать биологические потоки без вреда для живых организмов.
Помимо светодиодной подсветки, стереомикроскоп совместим с целым рядом лазеров, которые предназначены для анемометрии по изображениям частиц (PIV-лазеры) и характеризуются высокой или низкой частотой повторения импульсов. PIV-лазеры с низкой частотой повторения импульсов могут использоваться для измерений установившихся потоков, а PIV-лазеры с высокой частотой повторения импульсов помогают измерять неустановившиеся потоки с временным разрешением. Оптическое соединение безопасно достигается с помощью жидкостного световода. Для получения полного списка совместимых лазеров обратитесь к местному представителю компании Dantec Dynamics.
Видеокамеры
Компания Dantec Dynamics предусмотрела возможность широкого выбора видеокамер. Поддерживается более 100 различных моделей видеокамер, поэтому легко выбрать подходящую видеокамеру для экспериментов с учетом требований, предъявляемых к чувствительности пикселей и пространственной/временной разрешающей способности. Видеокамеры такого модельного ряда оснащаются ПЗС-, КМОП- или научными КМОП-детекторами и характеризуются разрешением в диапазоне от VGA до 29 мегапикселей при абсолютной квантовой эффективности (QE) не более 70 % и максимальной скорости видеосъемки 25 600 кадров в секунду. Для видеокамер доступны крепления типа C и F, что позволяет адаптировать поле обзора к размерам детектора. Местный представитель компании Dantec Dynamics может проконсультировать по вопросу выбора видеокамеры.
Калибровочный комплект
Выполнение калибровки стереоскопического изображения в микроканале оказывается очень трудной задачей, которая зачастую не имеет решения. Для точной калибровки изображений доступен специальный калибровочный комплект, состоящий из калибровочной мишени (дополнена программным обеспечением), калибровочной ёмкости и микроступени, обеспечивающей перекрытие мишени с калибровочной ёмкостью. Очень важно обеспечить совпадение верхней поверхности калибровочной ёмкости и микроканала, чтобы симитировать аналогичные оптические пути во время калибровки и измерений. Калибровочная мишень содержит два шахматных шаблона для объектов размером ~1 мм и ~0,5 мм. Шахматные шаблоны на калибровочной мишени характеризуются хорошим контрастом относительно фона. Надлежащим образом размещенные круглые маркеры позволяют однозначно определить двухмерные оси координат.
Устройство с дисплеем для простого электроприводного управления микроскопом

Шахматный шаблон для точной калибровки микроскопа


Трехмерный микроканал
Микропотоковое устройство имеет три потоковых отверстия и две области, где можно создать трехмерные поля потоков (отверстие диаметром 500 мкм, выступ высотой 500 мкм). Возможно наблюдение за каноническими потоками жидкостей (например, падающая струя, колеблющаяся струя или струя в поперечном потоке при использовании отверстия). Аналогичным образом с помощью двухмерного препятствия в канале глубиной 1 мм можно измерить характеристики потока, протекающего через выступ или приближающегося к выступу. Ширина канала равна 5 мм, что обеспечивает легкий оптический доступ даже при большом стереоскопическом угле обзора.
Визуализация трехмерных результатов
Получение информации о потоках со сложным полем может оказаться трудной задачей. Для визуализации двухмерных трехкомпонентных векторных полей доступны два стандартных представления: двухмерное представление, при котором компоненты u и v отображаются в виде векторов, а компонент w задается картой цветов, и трехмерное представление, когда все три компоненты скоростей изображаются векторами. Вращающееся трехмерное представление (внизу справа) ясно демонстрирует наличие вихря, расположенного вблизи одного из углов микромешалки (вверху справа).
Программное обеспечение
Система анемометрии по изображениям микрочастиц использует полную версию программного обеспечения DynamicStudio, поддерживающего:
• более 100 моделей видеокамер;
• любое осветительное устройство посредством программного мастера источников света;
• распределенный сбор и хранение данных;
• простую автоматическую настройку подключенных видеокамер, таймеров и другого оборудования;
• библиотеку обработки изображений (IPL) – всеобъемлющий набор современных функций обработки изображений;
• собственное ортогональное разложение (POD) – расширенное разложение потока на основе энергии;
• анализ устойчивости с использованием разложения по собственным функциям (OPD);
• технологию MatLab Link для выполнения пользовательских процедур анализа, написанных в среде MatLab;
• современные алгоритмы двухмерной анемометрии по изображениям частиц: адаптивная анемометрия по изображениям частиц и подгонка методом наименьших квадратов (LSM);
• современные алгоритмы двухмерной анемометрии по перемещениям отдельных частицы на основе 3- и 4-кадрового отслеживания;
• вычисление векторных производных, таких как турбулентность, линии тока и параметр λ2;
• современное графическое представление измеренных параметров без использования дополнительного стороннего программного обеспечения, такого как Tecplot.
Управляющий компьютер
Система анемометрии по изображениям микрочастиц использует систему сбора и управления данными, которая предварительно настроена, проверена и готова к применению. Перед поставкой выполняется установка всего необходимого оборудования и программного обеспечения. Управляющий компьютер поставляется международным производителем, имеющим представительства по всему миру.
Микропотоковое устройство с трехмерным микроканалом



Управление системой с помощью платформы DynamicStudio — самой удобной и всеобъемлющей программной платформы для визуализации результатов научных исследований

Технические характеристики

Характеристики

(характеристики указаны для стандартного объектива)

Диапазон увеличения

1,1x ... 18x / 2,2x ... 36x / 3,6x ... 57,6x

Свободное рабочее расстояние

20 мм (стандартный вариант); другие расстояния до 135 мм по запросу

Полный стереоскопический угол

~62° (в воздухе), ~46° (в воде)

Интерактивная обратная связь в программном обеспечении

Увеличение, поле обзора, глубина резкости, глубина корреляции, набор фильтров, положение ирисовой диафрагмы

 

Информация для заказа

Серия

Вариант

Артикул

Стереомикроскоп

Флюоресцентный стереомикроскоп с ручным электроприводным регулятором

9080M0601

Светодиодная подсветка

Сфокусированная микростробирующая подсветка и электроника для калибровки

9080M0611

Калибровочный комплект

Набор для калибровки стереосистемы анемометрии по изображениям микрочастиц

9080M0621

Трехмерный микроканал

Микроканал для трехмерных потоков (струя в поперечном потоке и поток через выступ)

9080M0631

Адаптер 2C-3C

Адаптер для использования стереомикроскопа в режиме двухмерной двухкомпонентной анемометрии по изображениям микрочастиц

9080M0641

1,1x ... 18x

Адаптер 0,5x с креплением типа C для стереомикроскопа

9080M0651

2,2x ... 36x

Адаптер 1,0x с креплением типа C для стереомикроскопа

9080M0661

3,6x ... 57,6x

Адаптер 1,6x с креплением типа F для стереомикроскопа

9080M0671

 

 



Назад