Simultane, volumetrische Temperatur- und Geschwindigkeitsmessung in der Mikrofluidik

Die volumetrische, simultane und nicht-invasive Bestimmung des Temperatur- und Geschwindigkeitsfeldes ist für viele wissenschaftliche und technische Anwendungen, besonders im Bereich der Mikrofluidik, von großem Interesse. Dazu eignen sich insbesondere optische Messverfahren wie PIV und LIF. In der Mikrofluidik wird dabei immer das gesamte Volumen beleuchtet, welches sich über die volle Kanaltiefe erstrecken kann. Dadurch tragen auch Signale außerhalb der Messebene signifikant zum Messwert bei. Dies führt zu systematischen Fehlern wenn Gradienten in der Strömung vorhanden sind, welche durch die Auswertung einzelner Partikelbilder minimiert werden können. Aus diesem Grund soll eine Messtechnik zur simultanen Bestimmung des Temperatur- und Geschwindigkeitsfeldes vorgestellt werden, die auf der Auswertung individueller Partikelbilder von fluoreszierenden Polymerpartikeln basiert. Dabei ermöglichen fluoreszenzmarkierte Partikel im Vergleich zu bisher verwendeten Flüssigkristallen (TLCs) die Vermessung eines mehr als doppelt so großen Temperaturbereiches (
T = 70 K) bei einer ähnlichen relativen Messunsicherheit von ca. 5 % für das individuelle Partikelbild.