Sonderpädagogische Förderung lernbeeinträchtigter Kinder: Analyse und Perspektiven
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Stuttgart
Kohlhammer
2002
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FORTSCHRITT-BERICHTE VDI
REIHE 8 MESS-, STEUERUNGS- DIPL.-PHYS. CLAUS MAIER, UND REGELUNGSTECHNIK
MEIDENHEIM
NR. 1037 I TECHNIKEN DER HOCH- GESCHWINDIGKEITSMIKRO- KINEMATOGRAPHIE
ZUR BEWERTUNG VON MIKRO-
DOSIERUNGSSYSTEMEN UND MIKROTROPFEN
VDI VERLAG
IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS
SYMBOLVERZEICHNIS EX
1 EINLEITUNG 1
2 ERZEUGUNG UND ANWENDUNG VON MIKROTROPFEN UND MIKROTROPFEN- SYSTEMEN 3
2.1 JETTROPFENBILDUNG 3
2.2 ENTSTEHUNG VON MIKROTROPFEN DURCH ZERFALL EINES FLUESSIGKEITSSTRAHLS
7
2.3 DROP-ON-DEMAND-DOSIERUNGSSYSTEME 9
2.3.1 AKUSTISCHE AKTUATION 9
2.3.2 AKTUATION DURCH VOLUMENVERDRAENGUNG 10
2.4 ERZEUGUNG VON SPRAYS 12
2.5 ANWENDUNGSBEISPIELE FUER DIE MIKRODOSIERUNG 12
3 MIKROFLUIDISCHE SYSTEME MIT FREIEN OBERFLAECHEN 15
3.1 MIKROFLUIDISCHE SYSTEME 15
3.2 SKALIERUNGSEFFEKTE 16
3.3 RANDBEDINGUNGEN ZWISCHEN ZWEI FLUIDEN 18
3.4 BENETZUNG 19
4 EXPERIMENTELLE TECHNIKEN ZUR UNTERSUCHUNG VON MIKROTROPFEN 21
4.1 INTERAKTION VON LICHT MIT MIKROTROPFEN 21
4.2 BILDGEBENDE BEOBACHTUNGSTECHNIKEN 23
4.3 GESCHWINDIGKEITSMESSUNGEN FUER MIKROTROPFEN 25
4.4 GROESSENMESSUNGEN VON MIKROTROPFEN 25
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS
4.5 BRECHUNGSINDEXBESTIMMUNG UND TEMPERATURMESSUNG FUER MIKROTROPFEN 26
5 LICHTMIKROSKOPIE 28
5.1 HISTORISCHE ENTWICKLUNG DER LICHTMIKROSKOPIE 28
5.2 ABBILDUNG IM LICHTMIKROSKOP 29
5.3 AUFLOESUNG IM LICHTMIKROSKOP 32
5.4 OPTISCHE KONTRASTIERUNG VON MIKROSTRUKTUREN 35
6 HOCHGESCHWINDIGKEITSPHOTOGRAPHIE - HISTORIE UND KAMERATECHNIK. 38
6.1 HISTORISCHE ENTWICKLUNG DER HOCHGESCHWINDIGKEITSKINEMATOGRAPHIE....
39
6.2 TECHNIK DER HOCHGESCHWINDIGKEITSMIKROKINEMATOGRAPHIE 42
6.2.1 KURZZEITBELICHTUNGSSYSTEME 42
6.2.2 HOCHGESCHWINDIGKEITSKAMERASYSTEME 43
7 MESSAUFBAU ZUR PSEUDOKINEMATOGRAPHIE 45
7.1 PSEUDOKINEMATOGRAPHISCHER MESSAUFBAU 45
7.2 STEUERUNG DES PSEUDOKINEMATOGRAPHISCHEN MESSPLATZES 48
8 PSEUDOKINEMATOGRAPHISCHE EXPERIMENTE 53
8.1 MESSUNGEN AN KOMMERZIELLEN TINTENDRUCKSYSTEMEN 53
8.2 MESSUNGEN AN DIAMANTBASIERTEN DOSIERUNGSSYSTEMEN 55
8.2.1 BESCHREIBUNG DES DIAMANTDOSIERUNGSSYSTEMS 55
8.2.2 UNTERSUCHUNG DER NUKLEATIONSZEIT AUF DIAMANTMIKROHEIZERN ... 57
8.2.3 UNTERSUCHUNG AUFEINANDER FOLGENDER NUKLEATIONEN AUF DIA-
MANTMIKROHEIZERN 59
9 MESSAUFBAU ZUR HOCHGESCHWINDIGKEITSKINEMATOGRAPHIE 62
9.1 STAND DER TECHNIK 62
9.2 LICHTQUELLE FUER DIE HOCHGESCHWINDIGKEITSKINEMATOGRAPHIE 64
9.3 ENTWICKLUNG EINER BILDVERARBEITUNGSSOFTWARE FUER DEN HOCHGESCHWINDIG-
KEITSKINEMATOGRAPHISCHEN MESSSTAND 69
10 ECHTZEITKINEMATOGRAPHISCHE EXPERIMENTE 77
10.1 DYNAMISCHE BILDUNG VON FLUESSIGKEITSRESIDUEN AN MIKRODUESENOEFF-
NUNGEN 77
VI
IMAGE 4
INHALTSVERZEICHNIS
10.2 VISUALISIERUNG CHAOTISCHER DRUCKZUSTAENDE 80
10.3 UNTERSUCHUNG VON DRUCKVORGAENGEN UNTER REALEN BEWEGUNGSBEDIN- GUNGEN
IM DRUCKER 81
10.4 UNTERSUCHUNG VON FUNKTIONSMUSTERN DIAMANTBASIERTER MIKRODOSIE-
RUNGSSYSTEME 83
10.5 BILDUNTERSTUETZTE BELASTUNGSTESTS FUER DIAMANTMIKROHEIZER 85
11 MESSAUFBAU ZUR HOCHGESCHWINDIGKEITSKINEMATOGRAPHISCHEN UNTER- SUCHUNG
VON ATOMIZERN 87
11.1 SPEZIALMIKROSKOP 88
11.2 UNTERSUCHUNG VON SPRAYS MIT LOKALISATION 91
11.3 VISUALISIERUNG DER TROPFENBILDUNG AN EINEM ATOMIZER 92
11.4 SIMULATION EINES TROPFENAUSSTOSSES 94
12 MINVIS - MINIATURISIERTES ECHTZEITMIKROKINEMATOGRAPHISCHES MESS-
SYSTEM 96
12.1 MINIATURISIERTE BELEUCHTUNG, OPTIK UND SENSORIK 97
12.2 ELEKTRONIKSPEZIAELENTWICKLUNG ZUR VERZOEGERUNGS- UND BELEUCHTUNGS-
STEUERUNG 99
12.3 SOFTWARESTEUERUNG UND BILDVERARBEITUNG 100
12.4 ANWENDUNG DES MINVIS-SYSTEMS BEI DER IN-SITU-SYNTHESE VON
OLIGONUKLEOTIDBIBLIOTHEKEN 101
12.4.1 VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON DNA-CHIPS 101
12.4.2 PHOSPHORAMIDIT-SYNTHESE VON OLIGONUKLEOTIDEN 102
12.4.3 DEMONSTRATIONSAUFBAU ZUR IN-SITU-SYNTHESE VON DNA-CHIPS ... 103
13 VALIDIERUNGSEXPERIMENTE FUER SIMULATIONEN VON MIKROFLUIDISCHEN
SYSTEMEN MIT FREIEN OBERFLAECHEN 106
13.1 MODELLBILDUNG UND SIMULATION VON MIKROFLUIDISCHEN SYSTEMEN MIT
FREIER OBERFLAECHE 106
13.2 METHODEN ZUR NUMERISCHEN BERECHNUNG VON STROEMUNGEN MIT FREIEN
OBERFLAECHEN 107
13.3 VERIFIKATION UND VALIDIERUNG 109
13.4 MESSAUFBAU ZUR ECHTZEITSTEREOVISUALISIERUNG VON MIKROFLUIDISCHEN
SYSTEMEN MIT FREIEN OBERFLAECHEN 111
VII
IMAGE 5
INHALTSVERZEICHNIS
13.5 KOLLISION VON MIKROTROPFEN ALS MODELLEXPERIMENTE 112
13.6 KOLLISION VON MIKROTROPFEN AUF GENEIGTEM SUBSTRAT 115
14 ZUSAMMENFASSUNG 120
LITERATUR 123
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