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Système Stéréo-Micro-PIV rapide
(laser absent de la photo)

Micro-PIV & Micro-PTV

La gamme de produits FlowMaster Micro-PIV/PTV (µPIV/PTV) de LaVision pour la vélocimétrie dans des dimensions microscopiques a évolué ces 2 dernières décennies et répond aux besoins de diagnostics pour les écoulements à fort grossissement.
Tous les composants matériels et logiciels sont optimisés pour les spécificités des mesures en micro-fluidique, qui sont différentes des applications à plus grande échelle, sur de nombreux aspects.

Applications 

 

  • Composants pour microfluidique
  • Laboratoire sur puce
  • Pile à combustible
  • Modules à membrane
  • Micro-échangeur de chaleur
  • Microsystème électromécanique (MEMS): micro-dissipateur thermique, micro-pompes, micro-turbines, micro-moteurs et micro-mélangeurs
  • Neurobiologie, biologie cellulaire, administration de médicaments et amplification de l’ADN
  • Diagnostic des écoulements dans les anévrismes
  • Conception de la valve cardiaque
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Système à fibre “single core” avec couplage pour délivrer la lumière

Un système Micro-PIV/PTV typique se compose d'une caméra scientifique sensible, d'un laser pulsé avec couplage et guidage de faisceau, d'un microscope à épifluorescence (simple ou stéréo) et de notre logiciel DaVis pour l'acquisition d’images, leur analyse et leur visualisation (fonctionnalités d’export…).

L'utilisation de particules fluorescentes est nécessaire puisque la nappe laser ne peut pas être générée sur une dimension aussi fine : par conséquent le fond et les réflexions dues à éclairage en volume doivent être bloqués. Un cube filtrant épifluorescent garantit qu'aucune lumière laser ne pénètre dans le faisceau image. Le plan de mesure est défini par la fine profondeur de champ de ce plan focal  de l'objectif du microscope qui doit également permettre une distance de travail suffisamment longue.

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Séquences de balayage entièrement automatisées avec un microscope à zoom motorisé
Caractéristiques du système

 

  • Sélection du microscope, de source de lumière et de(s) caméra(s) spécifique(s) à l'application
  • Algorithme de micro-PIV pour l'imagerie  du champ d’écoulement avec amélioration du rapport signal/bruit
  • Conduction de la lumière laser par fibre optique pour laser basse et haute cadence
  • Fonctionnement du microscope contrôlé par le logiciel DaVis
  • Mesures de micro-PIV résolues en temps (haute cadence)
Il est même possible d’appliquer la nouvelle technique FlowMaster Shake-the-Box (PTV 4D) avec système stéréo microscopique. Ceci permet une approche de mesure réellement volumétrique 3D3C avec suivi temporel des trajectoires particules. On obtient ainsi des résultats précis à proximité des surfaces et des obstacles, là où la PIV peut introduire un biais indésirable.


              Trajectoires 3D reconstituées de traceurs de flux dans un microcanal

La précision des résultats de Flowmaster µPIV et µPTV en 2D et 3D utilisent les approches éprouvées de la PIV "standard" complété d’algorithmes additionnels adaptés aux défis de la Micro-PIV/PTV. Le pré-traitement des images avec amélioration du rapport signal/bruit, le redressement de l'image pour la correction des artefacts optiques (par "self-calibration") et la "sum-of-correlation" (somme des corrélations) sont des étapes qui permettent d'obtenir les meilleurs résultats, même à partir de signaux faibles dans des écoulements avec ensemencement assez dilué.

Options
  • Microscopes simple ou stéréoscopique
  • PIV planaire : 2D2C ou 2D3C (stéréo)
  • PIV volumique : tomo-PIV ou 4D-PTV (Shake-the-Box)
  • Motorisation de la mise au point et de la platine de déplacement
  • Pression à partir de la PIV
  • Mires de calibration fluorescentes
  • Kit de démarrage µ-PIV
  • Champs de concentration de mélanges ou de température à l'aide de la LIF
 
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Ecoulement autour d'un plancton de 100 µm enregistré à 1 kHz

Information Produit

FlowMaster
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Champs d'écoulement dans un dispositif microfluidique

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