Für viele industrielle Anwendungen, in der Verfahrenstechnik und Lebensmittelchemie sowie in der pharmazeutischen Produktion sind Partikelsysteme von großer Bedeutung. Durch aktive Methoden, bei denen magnetische, elektrische und akustische Felder eingesetzt werden, wurden vielversprechende Systeme entwickelt, die eine gezielte Fraktionierung von Partikellösungen in einem flexiblen und einfach skalierbaren Umfeld ermöglichen. Ziel des Forschungsprojektes ist der Aufbau eines Systems, in dem akustische Oberflächenwellen (SAW, engl. surface acoustic waves) genutzt werden, um Partikel nach ihrer Größe, Form und ihrem akustischen Kontrast (mechanische Eigenschaften) zu sortieren. Zur Charakterisierung dieses Systems wird die Astigmatismus PTV in Verbindung mit tieflernenden neuronalen Netzen eingesetzt, um akustisch angeregte Strömungen und die dreidimensionalen Partikelpositionen bei gleichzeitiger Klassifizierung der Partikel entsprechend ihrer Größe und Form zu vermessen.
Fördermittelgeber: DFG
Partner:
Forschungsgruppen innerhalb des SPP 2045, TU München, DTU Kopenhagen
Bearbeiter:
Prof. Dr.-Ing. Christian Cierpka (Projektleiter)
Dr. Jörg König (Projektleiter)
Sebastian Sachs (Bearbeiter)
Publikationen:
S. Sachs, Manuel Ratz, Patrick Mäder, J. König, C. Cierpka (2023) Particle detection and size recognition based on defocused particle images: a comparison of a deterministic algorithm and a deep neural network, Exp Fluids 64, 21
S. Sachs, C. Cierpka, J. König (2022) On the acoustically induced fluid flow in particle separation systems employing standing surface acoustic waves – Part II, Lab on a Chip 22, 2028-2040
S. Sachs, M. Baloochi, C. Cierpka, J. König (2022) On the acoustically induced fluid flow in particle separation systems employing standing surface acoustic waves – Part I, Lab on a Chip 22, 2011-2027
R. Barnkob, C. Cierpka, M. Chen, S. Sachs, P. Mäder, M. Rossi (2021) Defocus particle tracking: a comparison of methods based on model functions, cross-correlation, and neural networks, Measurement Science and Technology 32, 094011
S. Sachs, C. Cierpka, J. König, 3D3C flow measurements of the acoustically induced vortex structures in a standing surface acoustic wave field. In: Proceedings of the Acoustofluidics 2021 conference, 26.-27. August 2021, virtual conference
S. Sachs, C. Cierpka, C, J. König, 3D3C Strömungsmessungen zum Einfluss akustisch induzierter Wirbelstrukturen auf die Partikelfraktionierung in Mikrokanälen. Tagungsband der 28. GALA-Fachtagung "Experimentelle Strömungsmechanik", 7.-9. September 2021, Bremen, Herausgeber: Fischer, A., Stöbener, D., Vanselow, C., Ruck, B., Leder, A., ISBN 978-3-9816764-7-1
S. Sachs, C. Cierpka, J. König, Measurement of the acoustic streaming pattern in a standing surface acoustic wave field. In: Proceedings of the 14th International Symposium on Particle Image Velocimetry, 1.-4. August 2021, virtual conference