微粒子追蹤術在連續定量混和之流場量測

Micro Particle Image Velocimetry in Continuous Quantity Mixing Flow Field Measurement

郭有廷(You-Ting Guo)

指導教授 ： 王金樹 ； 林水泉

國立臺北科技大學/機電學院/機電整合研究所/碩士(2006年)

摘要

本實驗為利用微質點影像測速法（Micro Particle Image Velocimetry, μ-PIV）技術來量測混合流道之流場。微質點影像測速法是以脈衝式Nd-Yag雷射（λ=532nm）作為光源，經由光纖將光源導入倒立式顯微鏡，以Duke Scientific螢光質點（0.5μm diameter, ρ=1.10 ± 0.05g/c.c.）為追蹤粒子，此螢光質點能吸收波長λ=532nm綠光，而激出波長λ=630nm紅光，受照射後的螢光質點影像經由CCD擷取，再透過軟體Davis6.02做自相關或互相關做運算。
實驗乃利用壓克力(PMMA)來製作連續定量混和之晶片。精密式注射泵浦（syringe pump）提供穩定的流速與流量，再利用空氣推動Water solution，進行連續混合。其微質點影像測速法來量測實驗晶片中的流場流速與混和處之界面，其結果顯示，兩液體的混和過程，可區為四個物理過程：(1)尚無接觸作用之前進過程（No interaction forward）(2)藥物回流吞蝕過程（Drug solution swallow backward interaction）(3)兩液體皆往前作用之過程（Piston both forward interaction）(4)托曳作用過程（Drag interaction）。
混和界面經由代數式與變分法之解析，可正確預測μ-PIV之實驗量測結果，將可精確計算混和之量，當作連續藥物混和之控制作用。
由此研究流體混和量已可計算與控制面，故未來可應用於醫學藥物方面的連續定量混和，進行藥物、生物混合的反應檢測機制應用之。

關鍵字

微粒子追蹤術 ； 螢光質點 ； 連續混和 ； 流場混和

並列摘要

無資料

並列關鍵字

Micro Particle Image Velocimetry ； M-piv ； Fluorescent particles ； Continuous Mixing ； Mixing Flow Field

參考文獻

[1] Petersen, K. E., “Silicon as Mechanical Material,” Proceedings of the IEEE,Vol. 70,No. 5,1982,pp.420-457.

[2] Shoji, S., and Esashi,M., “Microflow Devices and Systems,” Journal of Micromechanics and Microengineering, Vol, 4 No. 4,1994, pp. 157-171.

[3] W.Adamson, ”Physical chemistry of surfaces,” 6th ed,1997.

[5] Eringen, A., “Simple microfluids”, Int.J. Eng. Sci., Vol. 2, pp. 205~217.

[6] Tuckerman, D. B., and Pease, R. F., “High-performance heat sinks for VLSE.”, IEEE Electron Device Lett, Vol. 2, ,1981 pp 126-129.