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本文提出了一类基于扫描Micro-PIV三维流场构建技术的微流量测量方法,并针对长直微通道及三种T型分支通道开展了实验研究,研究内容如下:首先,采用扫描Micro-PIV跨层测量技术,针对截面为300μm×60μm(宽×深)长直微通道的8个输入流量进行了三维流场构建和流量测量。利用Micro-PIV系统的高精度位移平台实现了覆盖全流场多个流体层的粒子图像采集。采用系综相关算法获得流体层的二维速度分布,由此完成三维流场构建,在此基础上利用截面速度离散积分方法计算获得截面微流量,并将计算值与注射泵输入的标准流量进行比对。流量计算结果表明,对于采用64×64像素判读域的速度场分析,输入流量在2.481~5.788μl/min范围的流量测量结果精度较高,相对误差范围为0.39%~3.87%;对于判读域为32×32像素的情况,输入流量在3.307~8.269μl/min范围内均有较高测量精度,相对误差范围为0.55%~3.69%。随后,针对300μm×200μm×200μm×90μm(入口×分支1×分支2×深度),300μm×150μm×150μm×60μm以及250μm×150μm×100μm×40μm三种T型微通道的24个输入流量(每种通道8个输入流量)进行了三维流场构建和流量测量。测量区域位于T型通道分支节点位置,则实现了入口和两个分支通道三维速度场的同步测量。在三维速度场测量基础上,采用截面速度插值方法对入口和两分支通道的流量值进行离散积分计算,并将计算结果与标准流量进行比对。计算结果表明,对于判读域为64×64像素的计算结果,三种微通道的总相对误差范围分别为0.135%~1.668%,0.056%~1.87%及0.303%~1.928%;对于32×32像素判读域的计算结果,三种类型分支通道总的相对误差范围分别为0.064%~1.824%,0.036%~1.61%及0.038%~1.191%。由此可见,基于两种像素判读域速度场分析所获流量均达到较高精度,且32×32像素判读域相对误差总体上优于64×64像素判读域的结果。此外,本文针对长直微通道和T型微通道的三维流场进行了数值模拟并与实验结果进行了比较。结果表明,主流区速度场的数值模拟结果与实验结果符合良好。本文最后对基于粒子追踪(PTV)技术的微流量测量方法进行了初步的研究。将低粒子浓度条件下多次测量的粒子速度进行坏点去除并叠加作为流体层的二维速度,获得了三维全场速度分布和流量值,但有待通过进一步研究提高该方法的测量精度。