文档介绍：摘要微尺度的具有机械结构的器件,近年来越来越受到工业界与科学界的重视。高速发展着,并且已成功用于商业化的半导体工艺,极大程度上将人们原先的对这种微器件的设想变成了现实。从而,微机电系统、全微分析系统、和芯片实验室等新概念先后被提出。基于这些概念,很多器件的原型在实验室中被开发,来实现原先无法由常规设备实现的功能,或取代常规的那些昂贵的,难以维护的,低效率的仪器。与此同时,常规尺度下的物理效应在微尺度下的偏离或不适用,使得人们对微观现象进行理论与实验两个方面的不懈探索。其中,微流控技术研究微尺度下的流体物理或化学的特性。作为一种能潜在解决化学或者生物学课题的技术,微流控技术得到了国内外学者的极大关注。电渗,是微观尺度下电中性的液体微团受到管壁附近双电层中离子化的液体微团的拖动,在外加电场下定向迁移的物理现象。本文首先使用微观粒子测速仪测量了微直管道中的电渗现象,通过流场中平均速度与外电场的关系间接测量了管壁的电势,,对比于建立的电阻模型,发现电渗流流量比例与相应的施加电压比例有着近似线性的关系,得到了一个可以线性控制流量比例的微流器件原型。对电渗现象的进一步研究,需要更高精度的实验手段。微观离子图像测速仪作为微观流场可视化和测量的一种手段,近年来,在处理算法上得到了相当的发展。本文首先建立了庋低车难苌淠P停D馍⒉际咀倭W拥牧鞒⊥,它们克服了传统互相关算法无法精确处理具有较大速度梯度流场的缺点,最大程度提高了速度矢量密度。本课题受到国家自然科学基金资助。关键词:电渗、微观粒子图像测速仪、单像素整体互相关、双向单像素整体互相关、微流控技术中文摘要、
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微型化技术的革命⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.等人【】使用粒子迹线测速仪测量正弦电压驱动的电渗流⋯⋯.痳电场等人【饬亢煜赴芪У牧鞒热恕渴褂昧⑻錗重建三维流场⋯⋯⋯⋯⋯..热薴】重建屯ǖ乐械娜鞒具有周期性导流结构的微混合器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯双电层体系示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.电势分布的解析解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.塞状的电渗流流形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯电渗实验设置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.直管道中的电渗流⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.平均速度矢量与电场强度的线性关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..极化粒子的团聚现象叶韧枷癖环瓷ù⋯⋯⋯.⋯⋯⋯..交叉处示踪粒子图像叶韧枷癖环瓷ù⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯十字交叉管道中的电渗流⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..倜娴乃俣缺炅浚十字交叉管道的电阻网络模型模型⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯十字交叉管道出口流量比例⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯.⋯⋯⋯.甈隤记录示踪粒子的不同方式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.低场无限远光学系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯衍射⋯⋯.⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.衍射的光强分布函数⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..模拟过渡曝光的衍射图样⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..无限远光学系统的非衍射⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..衍射空间坐标系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯光轴刨面上光强场分布⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯插图索引Ⅶ图等人瞄】┘等人【υ谑笛橹惺褂萌–和庠床饬课⒘鞒。图插图索
焦平面附近的光强分布⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯×固定像距的光强分布×一,⋯⋯⋯⋯⋯.模拟裳煌笮〉氖咀倭W油枷酩模拟裳煌ぶ档氖咀倭W油枷裳睦肷⑽蟛罾,酩均为像素低浓度示踪粒子的单粒子跟踪算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯....高浓度示踪粒子的模式判别⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯标准两帧互相关算法与单像素整体互相关算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯.壁面驻点附近的流场⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.算法计算像素琹处的相关峰⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯算法计算像素处的相关峰⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...素标准互相关算法重建原流场卸燎蛉袼⋯⋯⋯⋯.与算法计算驻点流场的精度对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯.算法在边界处的互相关函数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..互相关矩阵的坐标映射裳础瑉,’形顺序采样使用惴椒ú裳暾氩煌暾ハ喙胤濉四种插值方式的比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..模拟不同剪切率的流动⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..与重建//的剪切流⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯不同剪切率下与的蟛睢—算法原理⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.算法计算的互相关峰⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯算法的边界选择性与三种边界处的互相关峰环逯倒橐换⋯..、—的误差⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.固定像距的光强分布二维与三维运动示踪粒子的模拟连续曝光图像ね猓曛岬ノ算法重建的×个位移矢量场与模的云图曛岬ノ痪O图图
电渗流可视化技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.双电层厚度的解析值⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.部分符号定义