光学相干层析技术微流场三维可视化测速方法
本文选题:微粒子图像测速技术 + 光学相干层析 ; 参考:《红外与激光工程》2015年01期
【摘要】:为实现微流场3D可视化速度测量,建立了基于光学相干层析技术的微粒子跟踪速度测量系统。对系统组成原理、微粒子图像提取、匹配和速度计算方法等进行研究。介绍了频域光学相干层析技术、微流场速度测量系统组成及对渗入微粒子的微流场扫描及三维成像方法。利用中值滤波、最大类间方差二值化和体积滤波等方法搜索流场中各个微粒子,实现全流场流动特性3D可视化;利用微粒子之间距离、灰度二阶矩建立代价函数,对不同时刻扫描得到的微粒子进行匹配,根据微粒子三维坐标求其运动速度。对对流流场进行了测量,实现了微米级空间分辨的微粒子图像与速度矢量显示。适合于复杂微流场的三维速度检测,对微流动器件流动特性研究具有重要意义。
[Abstract]:In order to realize 3D visualization velocity measurement of microflow field, a microparticle tracking velocity measurement system based on optical coherence tomography is established. The principle of the system, the extraction of microparticle image, the matching and the calculating method of velocity are studied. In this paper, the optical coherence tomography in frequency domain, the structure of velocity measurement system for microflow field and the scanning and 3D imaging methods of microfluidic field for infiltration of microparticles are introduced. Using median filtering, maximum inter-class variance binarization and volume filtering to search each microparticle in the flow field, 3D visualization of the flow characteristics of the whole flow field is realized, and the cost function is established by using the distance between the particles and the second-order moment of gray scale. The motion velocity of the particles was calculated according to the 3D coordinates of the particles by matching the particles scanned at different times. The flow field is measured and the microparticle image and velocity vector display are realized. It is of great significance to study the flow characteristics of microfluidic devices because it is suitable for 3D velocity detection of complex microflow fields.
【作者单位】: 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院;北京信息科技大学自动化学院;
【基金】:国家自然科学基金(61240057)
【分类号】:TH815
【参考文献】
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【共引文献】
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,本文编号:2046730
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