Visualizzazione di efflussi liquidi all’interno di minicanali e microcanali mediante micro-PIV

In questo lavoro viene presentato un apparato sperimentale per la visualizzazione di efflussi liquidi all’interno di microcomponenti basato sulla tecnica PIV. Dopo una breve rassegna sulle tecniche di visualizzazione non intrusive per il rilievo sperimentale dei profili di velocità in microcondotti viene descritto il sistema PIV realizzato presso il Laboratorio di Microfluidica del DIENCA. Il sistema si basa su un microscopio ad ottica rovesciata ed un sistema di illuminazione della sezione di prova costituito da una lampada a mercurio da 100 W o da un laser pulsato Nd:YAG da 1 mJ. La radiazione elettromagnetica prodotta viene assorbita da biglie di polistirene (dp=300 nm) utilizzate per inseminare il liquido che scorre nei microcanali; le biglie divengono fluorescenti e vengono visualizzate mediante una camera con sensore CCD a doppio strato. Coppie di immagini, separate da un intervallo temporale regolabile tramite un sincronizzatore, vengono “cross-correlate” al fine di ricostruire il campo di moto nel microcanale. Nella memoria le proprietà ottiche del sistema vengono messe in relazione con la incertezza sulla posizione spaziale delle biglie, con la profondità del piano focale e con il valore di velocità massimo risolubile. Viene dimostrato che le caratteristiche dell’apparato permettono di registrare velocità comprese tra i m/s e i 0.2 m/s.