微面流速分布分析的标准系统
微型PIV和LIF系统是为了解析微流动(Microfluidics)的流速分布和混合、扩散等的系统。近年来被广泛使用在微TAS和被称为芯片实验室的微生物化学芯片的开发中。
◆应用多种新PIV分析技术，如平均相关和SAT-PTV等。
◆提供各类微型PIV系统，支持微流体技术的研究和开发。
SAT-PIV算法
SAT-PIV算法(※1)是能大幅度减轻布朗运动的影响的速度解析算法。布朗运动是PIV中最重要的错误因素。在西華数码映像的PIV分析软件Koncerto上由于加入了微型PIV专用的分析算法，因此能够实现高精度的解析。
微型PIV系统
包括常规的双模式微型PIV (2D，立体3D)和时间系列微型PIV，以及共焦点扫描微型PIV等各种类型的微型PIV系统。专用微光学器件有一系列模型，可以支持高功率脉冲激光器和紫外激光器。我们还提供将聚焦面与高速度视频框同步，并可以高速扫描的聚焦扫描仪等外围设备。此外，微型PIV必不可少的荧光颗粒也有丰富的类型提供，可根据颜色，大小，目标液体（水，有机溶剂等）选择最合适的示踪粒子。
图像：【共聚焦扫描微型PIV--在100微米微通道内的流速分布】
微型LIF系统
微型LIF系统，可以测量浓度分布，温度分布，扩散，混合，反应，PH等。 专用的微光学系统可以同轴地外照射高功率UV脉冲激光，这是普通显微镜做不到的。
图像：【微型LIF--在100微米微通道中共同扫描PH微分布
データ提供：慶應義塾大学 菱田・佐藤研究室】
共聚焦微型PIV / LIF
共聚焦微型PIV/ LIF是一种在普通显微镜光学系统基础上通过使用共聚焦扫描仪来提高Z轴方向分辨率的系统，可实现高精度测量。为什么共聚焦成像在微成像中是有效的。在微型PIV中，重要的概念不是景深（DOF），而是测量深度（MD）。要在深度方向上定义分辨率（“”z分辨率“”）。这是由D. Meinhart教授（加州大学圣巴巴拉分校）和其他研究人员提出的概念。粒子图像的光强度足以影响速度测量的范围。通常，MD比DOF大得多。 在普通的微型PIV中，MD比物镜的设计焦点深度厚得多，因此，MD的厚度中包含的多个速度分量，会导致误差。相比之下，由于共聚焦扫描微型PIV可以使MD更薄，因此共焦扫描微型PIV在MD区域仅包含单个速度分量，从而能够在微流体中实现高度精确的测量分布。在微型LIF中，通常不使用荧光颗粒，而是将荧光剂溶解在液体中，使液体本身发光。因此，在普通显微镜观察中，即使使用高NA物镜，焦平面之前和之后的荧光也作为杂散光进入，并且光轴方向（Z方向）上的空间分辨率降低。 （XY方向的空间分辨率与XY方向的空间分辨率相比，Z方向的分辨率显著降低）因为共焦点成像几乎可以完全清除焦平面前后的荧光亮度，所以可以获得与XY方向分辨率匹配的高Z方向分辨率。
微成像系统组件
微图像专用光学系统可以支持高功率脉冲激光、UV激光等相，能够进行正立观察、倒立观察。还可根据需要设置在任何角度，是一种灵活的显微镜系统。
UFS-200
紧凑型设计，其特点是高效的二向色立方体。通过将激光光导入分色镜的距离和物镜的距离缩短到极限，提高激光束的光收集效率。可提供激光直接引入型和光纤引入型。
UFS-500
特别适用于微型LIF的箱式模块化设计的灵活构造。模块化设计分色镜在中间的交叉点中，作为保持器布置为存储的光学系统，诸如棱镜，也可以设置左或右方向。此外，左侧和右侧都有滤波器插槽，顶部，激励滤波器，屏障滤波器等可以自由交换。
对焦扫描仪FS - 100
它是一种用于微成像的高速型压电式聚焦扫描仪，适用于高速视频和共焦扫描仪。安装在显微镜机身和物镜之间，通过以高速上下移动物镜来对观察表面进行高速扫描。特别是与高速共焦点扫描仪组合使用时更有效。
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规格 |
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系统 |
压电致动式 |
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行程 |
100μm,250μm,( 全幅) |
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分辨率 |
1μm |
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扫描频率 |
～ 100Hz (场频) , ～30Hz (行频) |
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操作模式 |
步进模式·光栅模式 |
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输入电压 |
0 V至10 V模拟电压 |
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压电响应时间 |
10ms/1um,100um/全行程 |
系统配置示例
◆2D微型PIV / LIF（双脉冲型）
・双快门PIV相机
・双脉冲激光器15 mj /脉冲15 Hz 532 nm
・时间控制器
・微光学系统，光纤传像束
・控制分析软件Koncerto II
・用于控制分析的PC
3D微型PIV / LIF（双脉冲型）
・双快门PIV相机
・双脉冲激光器15 mJ /脉冲15 Hz 532 nm
・时间控制器
・微光学系统，光纤传像束
・控制分析软件KoncertoII
・用于控制分析的PC
共聚焦扫描微型PIV / LIF
・超高灵敏度高速摄像机
・共聚焦扫描仪CSU-X1
・CW DPSS激光器100 mW 488 nm
・对焦扫描仪FS-100（可选）
・微光学系统UFS-200，光纤传像束
・控制分析软件Koncerto II
・用于控制分析的PC
关于微型PIV相机
微型PIV相机的种类，有双脉冲型和超高灵敏度高速型两种类型。 Koncerto还支持以下以外的相机。 详情请咨询。
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双脉冲型 |
型号 |
pco.1600 |
pco.1600 |
pco.1600 |
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分辨率 |
1600×1200 |
2048×2048 |
1280×1024 |
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最大帧率 |
30fps |
14.7fps |
636fps @1280×1024 |
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动态范围 |
14bit |
14bit |
10bit |
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最小Δt |
150ns |
180us |
75us |
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冷却 |
Δ-50°C |
Δ-50°C |
- |
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镜头卡口 |
C |
C |
C |
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传感器 |
CCD |
CCD |
CMOS |
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超高灵敏度高速型 |
型号 |
Mi2000 |
Mi4000 |
Mi8000 |
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最大分辨率 |
512×512 |
512×512 |
1024×1024 |
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帧速率 |
60〜2000fps |
60〜4000fps |
60〜8000fps |
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帧率/分辨率 |
2000fps |
2000fps @512×512 |
1000fps @1000×1000 |
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内存 |
2.6GB |
2.6GB |
2GB(最大16GB) |
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|
帧数 |
8,192 @512×512 |
8,192 @512×512 |
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动态范围 |
10bit(单色) |
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镜头卡口 |
C |
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快门 |
电子快门 |
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图像增强器 （放大器） |
GEN-Ⅲ型 (高灵敏度GaAsP光电阴极)
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传感器 |
CMOS |
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测量实例
◆2D-PIV微小液滴内部流动的测量
・通过将在100微米宽度和100微米深度的微通道内移动的胶囊状微滴分成六个部分进行精确测量
・共聚焦扫描微型PIV系统
・数据提供：东京大学工业科学研究所大岛实验室
◆微型PIV冷却水流路的测量实例
・确认冷却效率
・检查空气冷却风扇/水冷却流路的流路
・支持毫米级/微尺度
・支持特殊的光学/光学显微
