高速摄像机在微流控技术中的应用

      多相微流控系统是包含两种及两种以上流体或相态的微流控系统，其流道的典型尺度在纳米到亚毫米量级。因其所需流体量少，热质传输响应速率快，产生污染物少等优点，被应用于热控、生物芯片、YL、化工、能源等各个领域。但因流体细小、速度快，存在研究时无法直接清晰观测其流体运动状态和流体运动流速的痛点。

       中科院化学所乔燕教授研究多相微流体试验时，利用千眼狼高速摄像机与显微镜组合拍摄观察微流体中液滴状态及液体流速。此次试验将高速摄像机通过C口转接环连接显微镜镜头上方，以10倍放大倍数清晰拍摄微流体控制过程，如图1所示。

图1 试验现场

       高速摄像机可以每秒1000~10000帧的速度记录，可拍摄整个流体流动过程的动态画面，并能取得精确的微流体尺寸和速度信息。

       试验中通过千眼狼高速摄像分析系统慢放观看微流体中液滴运动过程，如图2所示，并分析得到微流体试验时液相油相不同配比流速时的实验数据，包括液滴直径，液滴数量等相关数据。

图2 慢放帧画面

       多相微流体系统研究对微流控技术发展非常关键。如何建立多相微流体系统相关研究基础理论，解析其反应过程与机制，实现对流体流动及反应的JZ调控，高速摄像机及测量技术可在此研究过程中发挥重要作用。

       激光焊接是材料加工技术应用重要方向之一，因其产能高、自动化程度高、焊缝质量高等特点，被广泛应用于汽车、造船、、造桥等行业。研究影响焊缝效果的因素，如何进一步提升焊接质量，成为行业相关企业研究的热点。

       武汉锐科光纤激光技术股份有限公司专业从事光纤激光器及其关键器件与材料的研发，此次实验主要研究激光焊接功率对焊接效果的影响，特邀千眼狼高速摄像机技术支持工程师用高速图像观测技术，JZ观测材料激光焊接熔池周边和熔池ZX的熔融状态。

       因激光焊接过程中亮度会过曝，普通相机无法拍摄到内部熔池的状态，千眼狼高速摄像机可以采用特殊光源或特殊光路进行拍摄，来观察熔池熔融状态和熔池飞溅方向，如图1。

图1   拍摄现场

       千眼狼高速摄像机技术支持工程师采用特殊光源拍摄两组实验。DY次实验由上至下拍摄，激光焊接机功率2000W，波长1064nm，高速摄像机拍摄工作距离30cm，采用105mm微距镜头，1280X300@6000fps拍摄熔池熔融状态。

       第二次实验激光焊接机功率提高至6000W，拍摄观察熔池ZX迸溅的熔滴与飞溅方向。

上述实验结果表明，激光功率是影响熔池熔融状态与飞溅方向的重要因素。通过高速摄像机观察分析焊接过程中熔池周边和熔池ZX的熔融状态，可研究不同功率下的激光焊接效果，助力生产企业控制生产成本、提高产品质量。

// 千眼狼高速摄像机5F01

● 全幅ZD分辨率1280×1024，小画幅最快可达128000FPS；

● 具备智能帧率、分辨率动态调整功能；

● 具备USB3.0、TRIG、SYNC IN、SYNC OUT等功能接口；

● 具有外同步功能，支持多台摄像机同步拍摄；

● 应用于机械运动、燃烧、微流体微流控、结构力学等领域研究。

微流体气泡是指采用微流控技术产生的液体环境中存在的微小腔室。水泡是指微小气体腔室存在于水溶液中。微流控技术采用微流控芯片和流量控制泵来产生各种各样的微气泡。

微泡沫由分散在液体连续相中的微泡组成。 泡沫性质取决于微泡的产生性质和性能。 微气泡和微泡沫广泛应用于生物医药、食品、石油增强恢复、生物学、化妆品及去污剂等方面。

本次网络课堂介绍了微气泡产生的理论基础、产生方法（流动聚焦、T型结构或同轴流）、产生装置及微气泡的应用。

第四届微流控技术应用创新论坛在广东省深圳市宝安区沙井镇沙井路118号的维纳斯会议酒店国际会展店于2020年12月5日到7日召开。

微流控（microfluidics） 是一种精确控制和操控微尺度流体， 以在微纳米尺度空间中对流体进行操控为主要特征的科学技术， 具有将生物、 化学等实验室的基本功能诸如样品制备、 反应、分离和检测等缩微到一个几平方厘米芯片上的能力， 其基本特征和ZD优势是多种单元技术在整体可控的微小平台上灵活组合、 规模集成， 是一门涉及工程学、 微电子、 新材料、 物理学、 化学、微加工和生物工程等领域的交叉学科。

利用微流控技术在微流控芯片通道内进行实时的细胞培养对很多生物学、医学等领域的工作人员来讲是一个重大的挑战和机会，通过该技术可以大规模的降低实验耗材消耗，提高实验转化效率，模拟实际生物环境下的细胞生长行为等。在科学研究和工业应用中，活细胞成像的细胞培养都具有较大的应用前途，那么现在有没有一款或一套合适的仪器来做细胞培养实验呢？答案是有的，Elveflow微流控灌注套装（Perfusion Pack）结合ALine公司的Microslides便可以完成细胞培养实验。

Elveflow微流控OB1压力控制器的详细介绍：Elveflow微流控压力泵/压力控制器OB1（四通道）简要介绍

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