显微粒子图像测速技术是在传统PIV技术的基础上发展起来的对微尺度流动的全场测量的技术，它突破了单点测量的限制，实现了非接触、高精度的微流体瞬态速度场测量。本文对该技术进行了发展，并针对微通道内微柱体绕流过程进行了定量可视化实验研究。首先，开展了基于低密度粒子图像的微流体粒子图像测速技术的研究，包括背景噪声去除、阈值过滤、图像增强等图像预处理，能够获得高质量的低密度荧光示踪粒子图像。在此基础上对粒子图像进行叠加处理，得到较高密度的粒子图像以满足互相关算法。利用低密度粒子叠加方法对长直微通道内不同流层平面的二维速度场进行了测量，将测量结果叠放到一起实现了全场三维二分量（3D2C）速度场测量。结果表明：通过图像叠加法得到的速度场分布是符合流动规律，所构建的三维流场能准确的反映内流流场特征。然后，将低密度粒子图像叠加法应用于微通道内三种圆柱阵列绕流流场的测量，获得了柱群绕流流场的3D2C速度场。速度场呈现对称绕流结构，符合预期的微柱群绕流流场特征。将该速度场与基于高浓度粒子图像平均相关技术测量的速度场进行了比较，结果表明：不同输入流量下，两者截面实测流量趋于一致；由于低密度叠加方法能够有效地去除背景噪声，所获壁面附近的速度明显小于高浓度测量结果，较好地满足了无滑移条件。由此可见，低粒子浓度叠加方法能够有效提高Micro-PIV速度场的测量精度。本文最后对较高雷诺数下的短粗圆柱绕流过程进行了可视化测量，分别对单圆柱、顺排双圆柱以及并排双圆柱尾迹的变化情况进行了分析。实验中雷诺数取为60~500之间。对于单圆柱，当雷诺数小于100时，绕流流场呈现出对称分布状态。当雷诺数高于100时，尾流出现两个对称的涡结构，随着雷诺数增大，沿流动方向涡的尺度逐渐被拉长，虽未见明显的涡脱落现象，但尾迹呈现出非定常流动的特征；对于顺排双圆柱，当雷诺数达到180的时候，圆柱之间出现了对称涡结构，雷诺数达到260尾流出现非对称涡结构；对于并排双圆柱，当雷诺数达到140时，双圆柱外侧出现一对驻涡结构，而在180时，圆柱内侧也出现明显涡结构，当雷诺数超过300以后，双圆柱尾迹呈现非对称分布现象。