CN114813468A - 多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测方法及设备，该方法应用于多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测装置，方法包括：通过激光器发出稳定激光；通过激发滤光片对激光进行过滤，并通过二向色性滤光片将过滤后的激光反射至毛细管中，激发毛细管中样品液体中的示踪粒子发出荧光；依次通过显微镜物镜、二向色性滤光片、发射滤光片透射荧光，使得荧光经过滤后清晰成像，其中，二向色性滤光片可反射激光，并透射荧光；通过CCD或CMOS相机根据预设的拍摄间隔获取多张荧光图像；通过PC端根据多张荧光图像进行微流体速度场测量。本方案可以通过获取到的荧光图像实现微流体流动可视化并对微流体进行速度场测量。
Description
技术领域
本申请涉及微流体技术领域，具体涉及一种多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测方法及设备。
背景技术
随着对土水蒸发机理的深入研究，其研究尺度也从宏观逐渐转向微观领域。但是各种因素对土水蒸发行为的影响规律还未取得统一的结论，而测量液体的近壁流动以及弯液面处的速度场可以更好理解孔隙水的蒸发机理，从而在宏观上掌握对土水蒸发行为的影响规律，为解决相关工程问题提供关键的理论基础。
然而，微流体的速度场难以测量，因此，我们亟需一种方法能便捷准确的对微流体进行流量量化。
发明内容
本申请实施例提供一种多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测方法及设备，可以实现微流体流动可视化并对微流体进行速度场测量。
第一方面，本申请实施例提供了一种多孔介质孔隙液体局域对流多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测方法，所述方法应用于多孔介质孔隙液体局域对流多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测装置，所述多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测装置包括激光器、激发滤光片、二向色性滤光片、发射滤光片、毛细管、显微镜物镜、CCD或CMOS相机以及PC端，所述方法包括：
通过所述激光器发出稳定激光；
通过所述激发滤光片对所述激光进行过滤，并通过所述二向色性滤光片将所述过滤后的激光反射至毛细管中，激发所述毛细管中样品液体中的示踪粒子发出荧光；
依次通过所述显微镜物镜、所述二向色性滤光片以及所述发射滤光片透射所述荧光，使得所述荧光经过过滤后清晰成像，其中，所述二向色性滤光片可反射所述激光，并透射所述荧光；
通过所述CCD或CMOS相机根据预设的拍摄间隔获取多张荧光图像；
通过所述PC端根据多张所述荧光图像进行微流体速度场测量。
在一些实施例中，所述通过所述PC端根据多张所述荧光图像进行微流体速度场测量，包括：
通过所述PC端确定多张所述荧光图像中同一荧光点的移动距离；
根据所述移动距离以及所述拍摄间隔确定所述毛细管中样品液体的微流体速度。
在一些实施例中，所述通过所述CCD或CMOS相机根据预设的拍摄间隔获取多张荧光图像之前，所述方法还包括：
调整所述CCD或CMOS相机和所述显微镜物镜的距离，使所述荧光清晰成像。
在一些实施例中，所述通过所述激发滤光片对所述激光进行过滤，并通过所述二向色性滤光片将所述过滤后的激光反射至毛细管中之前，所述方法还包括：
确定待测的样品液体；
将所述样品液体注入所述毛细管中，并在所述毛细管中加入所述示踪粒子。
在一些实施例中，所述激光为绿色激光，所述荧光为橙色荧光，所述橙色荧光的波长大于所述绿色激光的波长。
在一些实施例中，所述绿色激光的波长为532nm，所述激发滤光片的透射波长为511-551nm，所述二向色性滤光片的反射波长350-555nm，所述二向色性滤光片的透射波长569-950nm、发射滤光片的透射波长573-613nm，上述绿色激光仅为示例，可根据设备及需求选取不同微粒及相应波段的分光模组。
在一些实施例中，所述激发滤光片与所述激光器的光路垂直设置，所述二向色性滤光片与所述激光滤光片及所述发射滤光片均呈45°设置，所述发射滤光片与所述激发滤光片垂直设置，所述毛细管、所述显微镜物镜、所述二向色性滤光片、所述发射滤光片以及CCD或CMOS相机依次呈直线设置，使得所述CCD或CMOS相机可以捕捉到所述毛细管发出的荧光，所述PC端与所述CCD或CMOS相机通信连接。
第二方面，本申请实施例还提供了一种多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测装置，所述多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测装置包括激光器、激发滤光片、二向色性滤光片、发射滤光片、毛细管、显微镜物镜、CCD或CMOS相机以及PC端，其中：
所述激光器用于发出稳定激光；
所述激发滤光片用于对所述激光进行过滤；
所述二向色性滤光片用于将所述过滤后的激光反射至毛细管中，激发所述毛细管中样品液体中的示踪粒子发出荧光；
所述显微镜物镜、所述二向色性滤光片以及所述发射滤光片还用于依次透射所述荧光，使得所述荧光经过过滤后清晰成像，其中，所述二向色性滤光片可反射所述激光，并透射所述荧光；
所述CCD或CMOS相机用于根据预设的拍摄间隔获取多张荧光图像；
所述PC端用于根据多张所述荧光图像进行微流体速度场测量。
在一些实施方式中，所述所述PC端用于根据多张所述荧光图像进行微流体速度场测量时，具体用于：
通过所述PC端确定多张所述荧光图像中同一荧光点的移动距离；
根据所述移动距离以及所述拍摄间隔确定所述毛细管中样品液体的微流体速度。
在一些实施方式中，所述装置还包括：
调整单元，用于调整所述CCD或CMOS相机和所述显微镜物镜的距离，使所述荧光清晰成像。
在一些实施方式中，所述装置还包括：
确定单元，用于确定待测的样品液体；
注入单元，用于将所述样品液体注入所述毛细管中，并在所述毛细管中加入所述示踪粒子。
在一些实施方式中，所述激光为绿色激光，所述荧光为橙色荧光，所述橙色荧光的波长大于所述绿色激光的波长。
在一些实施方式中，所述绿色激光的波长为532nm，所述激发滤光片的透射波长为511-551nm，所述二向色性滤光片的反射波长350-555nm，所述二向色性滤光片的透射波长569-950nm、发射滤光片的透射波长573-613nm，上述绿色激光仅为示例，可根据设备及需求选取不同微粒及相应波段的分光模组。
在一些实施方式中，所述激发滤光片与所述激光器的光路垂直设置，所述二向色性滤光片与所述激光滤光片及所述发射滤光片均呈45°设置，所述发射滤光片与所述激发滤光片垂直设置，所述毛细管、所述显微镜物镜、所述二向色性滤光片、所述发射滤光片以及CCD或CMOS相机依次呈直线设置，使得所述CCD或CMOS相机可以捕捉到所述毛细管发出的荧光，所述PC端与所述CCD或CMOS相机通信连接。
第三方面，本申请实施例还提供了一种多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时执行本申请实施例提供的任一种多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测方法中的步骤。
第四方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有多条指令，所述指令适于处理器进行加载，以执行本申请实施例提供的任一种多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测方法中的步骤。
本申请实施例可中的多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测方法，应用于多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测装置，所述多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测装置包括激光器、激发滤光片、二向色性滤光片、发射滤光片、毛细管、显微镜物镜、CCD或CMOS相机以及PC端，所述方法包括：通过所述激光器发出稳定激光；通过所述激发滤光片对所述激光进行过滤，并通过所述二向色性滤光片将所述过滤后的激光反射至毛细管中，激发所述毛细管中样品液体中的示踪粒子发出荧光；依次通过所述显微镜物镜、所述二向色性滤光片以及所述发射滤光片透射所述荧光，使得所述荧光经过过滤后清晰成像，其中，所述二向色性滤光片可反射所述激光，并透射所述荧光；通过所述CCD或CMOS相机根据预设的拍摄间隔获取多张荧光图像；通过所述PC端根据多张所述荧光图像进行微流体速度场测量。本方案可以通过获取到的荧光图像实现微流体流动可视化并对微流体进行速度场测量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测装置的一结构示意图；
图2是本申请实施例提供的MDF-TOM分光/滤光片立方体模组光谱图的一示意图；
图3是本申请实施例提供的多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测方法的一流程示意图；
图4是本申请实施例提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
本申请实施例提供了一种多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测方法及设备，可以通过微尺度粒子图像测速技术(mPIV)观测流场中粒子的速度矢量、运动轨迹、流场流动形态等特征。
该多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测方法的执行主体可以是本申请实施例提供的多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测装置。
请参阅图1，图1为本申请实施例提供的多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测装置的一结构示意图，多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测装置包括激光器1、激发滤光片2、二向色性滤光片3、发射滤光片4、毛细管5、显微镜物镜6、CCD或CMOS相机7以及PC端8，激发滤光片2与激光器1的光路垂直设置，二向色性滤光片3与激光滤光片2及发射滤光片4均呈45°设置，发射滤光片4与激发滤光2片垂直设置；
毛细管5、显微镜物镜6、二向色性滤光片3、发射滤光片4以及CCD或CMOS相机7依次呈直线设置，使得CCD或CMOS相机7可以捕捉到毛细管5中样品液体中的示踪粒子发出的荧光，PC端8与CCD或CMOS相机7通信连接。
其中，激光器1用于发出稳定激光；激发滤光片2用于对激光进行过滤；二向色性滤光片3用于将过滤后的激光反射至毛细管5中，激发毛细管5中样品液体中的示踪粒子发出荧光；显微镜物镜6、二向色性滤光片3以及发射滤光片4还用于依次透射荧光，使得荧光经过过滤后清晰成像，其中，二向色性滤光片3可反射激光，并透射荧光；CCD或CMOS相机7用于拍摄荧光图像。
在一些实施例中，激光器1发出的激光为绿色激光，毛细管5中的示踪粒子发出的荧光为橙色荧光，并且橙色荧光的波长大于绿色激光的波长，该示踪粒子为tdtomato荧光蛋白(也可以选择TagRFP、DsRed、mTangerine等配套相应的分光、滤光片模组完成观测)，通过加入示踪粒子并利用滤光片的透光原理可实现微流体可视化，在另一些实施例中，该示踪粒子为聚苯乙烯颗粒(PS)(比重为1.05、直径为1um，其密度最为接近流体密度由此可将浮力效应降至最低)。
在一些实施例中，绿色激光的波长为532nm，激发滤光片2的透射波长为511-551nm，二向色性滤光片3的反射波长350-555nm，二向色性滤光片3的透射波长569-950nm、发射滤光片4的透射波长573-613nm，其中，MDF-TOM分光/滤光片立方体模组光谱图如图2所示。
需要说明的是，上述绿色激光仅为示例，可根据设备及需求选取不同微粒及相应波段的分光模组。
在一些实施例中，毛细管5设置有液体更换口，用于更换管中的样品液体，可见，本实施例中的样品可拆卸替换，从而完成不同环境的流动观测。
在一些实施例中，激发滤光片2、发射滤光片4和二向色性滤光片3为MDF-TOM型号组成微单元集合。
在一些实施例中，所述激光器1为Nd:YAG固体激光器、Nd:YLF固体激光器、连续激光器或脉冲激光器。
在一些实施例中，所述毛细管5使用试管架固定在所述多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测装置上。
在一些实施例中，所述CCD或CMOS相机7还可以替换为CMOS相机。
图3是本申请实施例提供的多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测方法的流程示意图。该方法应用于图1所示的多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测装置，如图3所示，该方法包括以下步骤S110-150。
S110、通过激光器发出稳定激光。
首先，在执行本步骤之前，需要进行激光器准备，确定激光器的位置和发射功率，调试使其发出稳定激光，并调整微单元集合中滤光片距离、方向以防止激光损坏光学元件，完成后将微单元集合与激光器对应放置于平面内，在毛细管中注入样品液体并加入适量荧光颗粒作为示踪粒子，用试管夹夹住毛细管并将其固定在平面内，然后将CCD相机固定在位置上，调整显微镜物镜以及CCD或CMOS相机距离使成像清晰。
然后，在进行毛细管中微流体的流动观测，首先，通过激光器发出稳定激光，该激光器可以为Nd:YAG固体激光器，其激光波长为532nm，在一些实施例中，也可以选用Nd:YLF固体激光器、连续激光器或脉冲激光器等代替产生稳定波长的激光。
S120、通过激发滤光片对激光进行过滤，并通过二向色性滤光片将过滤后的激光反射至毛细管中，激发毛细管中样品液体中的示踪粒子发出荧光。
本实施例中，激发滤光片面向激光器设置，激发滤光片用于过滤杂光，具体地，透射波长为511-551nm的激光，过滤其它波长的光。
如图1所示，当激光射向二向色性滤光片之后，二向色性滤光片将会反射该激光至毛细管中，此时会激发毛细管中样品液体中的示踪粒子发出荧光。
S130、依次通过显微镜物镜、二向色性滤光片以及发射滤光片透射荧光，使得荧光经过过滤后清晰成像。
其中，二向色性滤光片可反射激光，并透射荧光。
示踪粒子被激发出荧光之后，该荧光会依次通过依次通过显微镜物镜、二向色性滤光片以及发射滤光片，由于二向色性滤光片只会透射波长569-950nm的光，所以二向色性滤光片会将激光过滤掉，并且，本申请在二向色性滤光片下方还设置有发射滤光片，该发射滤光片的透射波长573-613nm，可以进一步过滤掉激光以及一些杂光，只透对应波长的荧光，从而避免激光对于成像的干扰，使得最终成像更加清晰。
S140、通过CCD或CMOS相机根据预设的拍摄间隔获取多张荧光图像。
其中，本实施例中预设的拍摄间隔可以为0.5s，也可以为其他时间间隔，具体时长此处不做限定。
S150、通过PC端根据多张荧光图像进行微流体速度场测量。
在一些实施例中，具体包括：通过所述PC端确定多张所述荧光图像中同一荧光点的移动距离；根据所述移动距离以及所述拍摄间隔确定所述毛细管中样品液体的微流体速度。
本实施例对毛细管中的微流体进行标记之后，可以通过其自身激发荧光特性将原本不能观察到的微流体流动过程可视化从而进一步得到流体速度场；通过二向色滤光片对激发和发射激光进行识别过滤，从而准确观测荧光蛋白被激活所发出的橙光并有效防止发射器发出的激光脉冲对观测产生障碍，激发和发射滤光片过滤筛选出所需波长，有效提高信噪比；CCD或CMOS相机获取到荧光(橙光)图片之后，将该图片接至PC端后期处理以获得粒子运动信息，有效解决了微流体中粒子的运动实时观测和速度场测量的问题。
本申请解决了微流体流场量化的问题，具有以下优点：
(1)通过加入示踪粒子并利用滤光片的透光原理实现了微流体可视化。
(2)毛细管可拆卸，毛细管中的样品液体可替换，从而完成不同环境的流动观测。
(3)样品部分可根据需求配置环境，并随之通过二次处理用于理论验证。
综上所述，本申请多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测装置及使用方法结构完整，适用性强。本申请通过激发和发射滤光片对光进行筛选，信噪比高图像清晰；通过荧光颗粒的特性持续捕捉微流体粒子流动，实现了流体可视化；本仪器可根据需求设置样品箱和二次开发软件，适用性强；另外本申请布置完成后可根据工作需求对工作环境进行设置以满足多用途的研究。
具体地，本申请通过所述激光器发出稳定激光；通过所述激发滤光片对所述激光进行过滤，并通过所述二向色性滤光片将所述过滤后的激光反射至毛细管中，激发所述毛细管中样品液体中的示踪粒子发出荧光；依次通过所述显微镜物镜、所述二向色性滤光片以及所述发射滤光片透射所述荧光，使得所述荧光经过过滤后清晰成像，其中，所述二向色性滤光片可反射所述激光，并透射所述荧光；通过所述CCD或CMOS相机根据预设的拍摄间隔获取多张荧光图像；通过所述PC端根据多张所述荧光图像进行微流体速度场测量。本方案可以通过获取到的荧光图像实现微流体流动可视化并对微流体进行速度场测量。
其中，依据本装置构造，应有足够平整的平面作为平台；以及高度适宜的支架作为样品持样器，可视具体情况选择合适的场地和材料。应持续供电以保证激光器产生激光稳定连续，外部温照明环境不宜有过大变化。
上述多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测装置中PC端执行的程序可以实现为一种计算机程序的形式，该计算机程序可以在如图4所示的计算机设备上运行。
请参阅图4，图4是本申请实施例提供的一种计算机设备的示意性框图。该计算机设备400可以是终端，也可以是服务器，其中，终端可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、个人数字助理和穿戴式设备等具有通信功能的电子设备。服务器可以是独立的服务器，也可以是多个服务器组成的服务器集群。
参阅图4，该计算机设备400包括通过系统总线401连接的处理器402、存储器和网络接口405，其中，存储器可以包括非易失性存储介质403和内存储器404。
该非易失性存储介质403可存储操作系统4031和计算机程序4032。该计算机程序4032包括程序指令，该程序指令被执行时，可使得处理器402执行一种多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测方法。
该处理器402用于提供计算和控制能力，以支撑整个计算机设备400的运行。
该内存储器404为非易失性存储介质403中的计算机程序4032的运行提供环境，该计算机程序4032被处理器402执行时，可使得处理器402执行一种多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测方法。
该网络接口405用于与其它设备进行网络通信。本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备400的限定，具体的计算机设备400可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
其中，所述处理器402用于运行存储在存储器中的计算机程序4032，以实现如下步骤：
通过所述激光器发出稳定激光；
通过所述激发滤光片对所述激光进行过滤，并通过所述二向色性滤光片将所述过滤后的激光反射至毛细管中，激发所述毛细管中样品液体中的示踪粒子发出荧光；
依次通过所述显微镜物镜、所述二向色性滤光片以及所述发射滤光片透射所述荧光，使得所述荧光经过过滤后清晰成像，其中，所述二向色性滤光片可反射所述激光，并透射所述荧光；
通过所述CCD或CMOS相机根据预设的拍摄间隔获取多张荧光图像；
通过所述PC端根据多张所述荧光图像进行微流体速度场测量。
在一些实施例中，处理器402在实现所述通过所述PC端根据多张所述荧光图像进行微流体速度场测量步骤时，具体实现如下步骤：
通过所述PC端确定多张所述荧光图像中同一荧光点的移动距离；
根据所述移动距离以及所述拍摄间隔确定所述毛细管中样品液体的微流体速度。
在一些实施例中，处理器402在实现所述通过所述CCD或CMOS相机根据预设的拍摄间隔获取多张荧光图像步骤之前，还实现如下步骤：
调整所述CCD或CMOS相机和所述显微镜物镜的距离，使所述荧光清晰成像。
在一些实施例中，处理器402在实现所述通过所述激发滤光片对所述激光进行过滤，并通过所述二向色性滤光片将所述过滤后的激光反射至毛细管中步骤之前，还实现如下步骤：
确定待测的样品液体；
将所述样品液体注入所述毛细管中，并在所述毛细管中加入所述示踪粒子。
在一些实施例中，所述激光为绿色激光，所述荧光为橙色荧光，所述橙色荧光的波长大于所述绿色激光的波长。
在一些实施例中，所述绿色激光的波长为532nm，所述激发滤光片的透射波长为511-551nm，所述二向色性滤光片的反射波长350-555nm，所述二向色性滤光片的透射波长569-950nm、发射滤光片的透射波长573-613nm，上述绿色激光仅为示例，可根据设备及需求选取不同微粒及相应波段的分光模组。
在一些实施例中，所述激发滤光片与所述激光器的光路垂直设置，所述二向色性滤光片与所述激光滤光片及所述发射滤光片均呈45°设置，所述发射滤光片与所述激发滤光片垂直设置，所述毛细管、所述显微镜物镜、所述二向色性滤光片、所述发射滤光片以及CCD或CMOS相机依次呈直线设置，使得所述CCD或CMOS相机可以捕捉到所述毛细管发出的荧光，所述PC端与所述CCD或CMOS相机通信连接。
应当理解，在本申请实施例中，处理器402可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器402还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。其中，通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
本领域普通技术人员可以理解的是实现上述实施例的方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。该计算机程序包括程序指令，计算机程序可存储于一存储介质中，该存储介质为计算机可读存储介质。该程序指令被该计算机系统中的至少一个处理器执行，以实现上述方法的实施例的流程步骤。
因此，本申请还提供一种存储介质。该存储介质可以为计算机可读存储介质。该存储介质存储有计算机程序，其中计算机程序包括程序指令。该程序指令被处理器执行时使处理器执行如下步骤：
通过所述激光器发出稳定激光；
通过所述激发滤光片对所述激光进行过滤，并通过所述二向色性滤光片将所述过滤后的激光反射至毛细管中，激发所述毛细管中样品液体中的示踪粒子发出荧光；
依次通过所述显微镜物镜、所述二向色性滤光片以及所述发射滤光片透射所述荧光，使得所述荧光经过过滤后清晰成像，其中，所述二向色性滤光片可反射所述激光，并透射所述荧光；
通过所述CCD或CMOS相机根据预设的拍摄间隔获取多张荧光图像；
通过所述PC端根据多张所述荧光图像进行微流体速度场测量。
在一些实施例中，所述处理器在执行所述程序指令而实现所述通过所述PC端根据多张所述荧光图像进行微流体速度场测量步骤时，具体实现如下步骤：
通过所述PC端确定多张所述荧光图像中同一荧光点的移动距离；
根据所述移动距离以及所述拍摄间隔确定所述毛细管中样品液体的微流体速度。
在一些实施例中，所述处理器在执行所述程序指令而实现所述通过所述CCD或CMOS相机根据预设的拍摄间隔获取多张荧光图像步骤之前，还实现如下步骤：
调整所述CCD或CMOS相机和所述显微镜物镜的距离，使所述荧光清晰成像。
在一些实施例中，所述处理器在执行所述程序指令而实现所述通过所述激发滤光片对所述激光进行过滤，并通过所述二向色性滤光片将所述过滤后的激光反射至毛细管中步骤之前，还实现如下步骤：
确定待测的样品液体；
将所述样品液体注入所述毛细管中，并在所述毛细管中加入所述示踪粒子。
在一些实施例中，所述激光为绿色激光，所述荧光为橙色荧光，所述橙色荧光的波长大于所述绿色激光的波长。
在一些实施例中，所述绿色激光的波长为532nm，所述激发滤光片的透射波长为511-551nm，所述二向色性滤光片的反射波长350-555nm，所述二向色性滤光片的透射波长569-950nm、发射滤光片的透射波长573-613nm，上述绿色激光仅为示例，可根据设备及需求选取不同微粒及相应波段的分光模组。
在一些实施例中，所述激发滤光片与所述激光器的光路垂直设置，所述二向色性滤光片与所述激光滤光片及所述发射滤光片均呈45°设置，所述发射滤光片与所述激发滤光片垂直设置，所述毛细管、所述显微镜物镜、所述二向色性滤光片、所述发射滤光片以及CCD或CMOS相机依次呈直线设置，使得所述CCD或CMOS相机可以捕捉到所述毛细管发出的荧光，所述PC端与所述CCD或CMOS相机通信连接。
所述存储介质可以是U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的计算机可读存储介质。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的。例如，各个单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。本申请实施例装置中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。
该集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，终端，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测方法，其特征在于，所述方法应用于多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测装置，所述多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测装置包括激光器、激发滤光片、二向色性滤光片、发射滤光片、毛细管、显微镜物镜、CCD或CMOS相机以及PC端，所述方法包括：
通过所述激光器发出稳定激光；
通过所述激发滤光片对所述激光进行过滤，并通过所述二向色性滤光片将所述过滤后的激光反射至毛细管中，激发所述毛细管中样品液体中的示踪粒子发出荧光；
依次通过所述显微镜物镜、所述二向色性滤光片以及所述发射滤光片透射所述荧光，使得所述荧光经过过滤后清晰成像，其中，所述二向色性滤光片可反射所述激光，并透射所述荧光；
通过所述CCD或CMOS相机根据预设的拍摄间隔获取多张荧光图像；
通过所述PC端根据多张所述荧光图像进行微流体速度场测量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述PC端根据多张所述荧光图像进行微流体速度场测量，包括：
通过所述PC端确定多张所述荧光图像中同一荧光点的移动距离；
根据所述移动距离以及所述拍摄间隔确定所述毛细管中样品液体的微流体速度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述CCD或CMOS相机根据预设的拍摄间隔获取多张荧光图像之前，所述方法还包括：
调整所述CCD或CMOS相机和所述显微镜物镜的距离，使所述荧光清晰成像。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述激发滤光片对所述激光进行过滤，并通过所述二向色性滤光片将所述过滤后的激光反射至毛细管中之前，所述方法还包括：
确定待测的样品液体；
将所述样品液体注入所述毛细管中，并在所述毛细管中加入所述示踪粒子。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光为绿色激光，所述荧光为橙色荧光，所述橙色荧光的波长大于所述绿色激光的波长。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述绿色激光的波长为532nm，所述激发滤光片的透射波长为511-551nm，所述二向色性滤光片的反射波长350-555nm，所述二向色性滤光片的透射波长569-950nm、发射滤光片的透射波长573-613nm。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述激发滤光片与所述激光器的光路垂直设置，所述二向色性滤光片与所述激光滤光片及所述发射滤光片均呈45°设置，所述发射滤光片与所述激发滤光片垂直设置，所述毛细管、所述显微镜物镜、所述二向色性滤光片、所述发射滤光片以及CCD或CMOS相机依次呈直线设置，使得所述CCD或CMOS相机可以捕捉到所述毛细管发出的荧光，所述PC端与所述CCD或CMOS相机通信连接。
8.一种多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测装置，其特征在于，所述多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测装置包括激光器、激发滤光片、二向色性滤光片、发射滤光片、毛细管、显微镜物镜、CCD或CMOS相机以及PC端，其中：
所述激光器用于发出稳定激光；
所述激发滤光片用于对所述激光进行过滤；
所述二向色性滤光片用于将所述过滤后的激光反射至毛细管中，激发所述毛细管中样品液体中的示踪粒子发出荧光；
所述显微镜物镜、所述二向色性滤光片以及所述发射滤光片还用于依次透射所述荧光，使得所述荧光经过过滤后清晰成像，其中，所述二向色性滤光片可反射所述激光，并透射所述荧光；
所述CCD或CMOS相机用于根据预设的拍摄间隔获取多张荧光图像；
所述PC端用于根据多张所述荧光图像进行微流体速度场测量。
9.一种多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时执行如权利要求1至7任一项所述的多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有多条指令，所述指令适于处理器进行加载，以执行权利要求1至7任一项所述的多孔介质孔隙液体局域对流的微流体流动观测方法。
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