CN108469407B - 一种检测表面洁净程度的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种检测表面洁净程度的装置,所述装置包括启动杆及保护外壳,所述启动杆穿过保护外壳,并通过套设于其外层的稳定弹簧连接激振器、微纳米梁、粘附探头,所述微纳米梁上方设置有计数器,所述计数器通过通讯电缆线连接有显示器。本发明主要利用微纳米梁在粘附微尘前后的振动频率不同实现,可分辨质量很轻的微小灰尘,具有检测精度高,经久耐用的特点,不仅结构设计紧凑简单,且生产成本低,无需维护。本发明同时公开了一种检测表面洁净程度的方法,该方法操作简单,只需将装置放在待测表面,按压一下启动杆,就会显示该表面的洁净度。
Description
技术领域
本发明涉及检测领域、表面洁净程度检测技术,具体为一种检测表面洁净程度的装置及应用该装置进行检测的方法。
背景技术
随着高新技术的涌现,越来越多的精密仪器出现我们的生活中,由于其内部结构越来越精密,这也为高精尖仪器的生产提出了挑战。其中生产环境的洁净程度就有严格的控制标准,但是一些仪器或者工作台表面的洁净程度很难用肉眼去判断,尤其是一些微纳米颗粒,这就需要一种检测装置。
同时人们生活品质的提高,也对生活环境的洁净程度提出了更高的要求。但一些公共区域由于人口流动大,一些表面常会引起细菌的滋生,例如门把手,水龙头等。相应也就需要一种表面检测装置,来检测表面细菌数量,及时控制细菌滋生,让人们拥有更加洁净的生活环境。
发明内容
针对上述问题,本发明提供了一种检测表面洁净程度的装置及方法,其具有检测快速、检测精度高,结构简单、易于操作、制造方便及轻便可靠等诸多特点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为:
一种检测表面洁净程度的方法,所述方法利用微纳米梁在表面粘附微尘时,其强迫振动的频率会与洁净时的固有频率不同,粘附的微尘越多,振动频率偏差越大,通过计数器记录,并根据偏差范围显示洁净等级,完成表面洁净程度的检测。
作为上述技术方案的改进,所述方法包括以下步骤:
步骤A,将本装置放在待测表面上方,按压启动杆,拉伸固定在保护外壳上的稳定弹簧,使得激振器、微纳米梁及粘附探头一起向下移动,当激振器接触到保护外壳时,粘附探头接触到待测表面,并粘附其上的微尘;
步骤B,松开启动杆,在稳定弹簧的作用下,激振器、微纳米梁、粘附探头恢复到原位,激振器启动,使得微纳米梁带动其上的粘附探头一起上下振动,并通过计数器记录;
步骤C,由于微纳米梁与其上的粘附探头自身质量小,所粘附的微尘明显改变其质量,进而使微纳米梁的振动频率偏离固有频率,其中微尘越多,偏离程度越大,根据振动频率得到待测表面微尘密度,对照洁净度等级标准,得出待测表面洁净度,并通过通讯电缆线传输到上方的显示器显示。
一种检测表面洁净程度的装置,所述装置应用上述技术方案任一项所述的方法对待测表面洁净程度进行检测,其包括启动杆及保护外壳,所述启动杆穿过保护外壳,并通过套设于其外层的稳定弹簧连接激振器、微纳米梁、粘附探头,所述微纳米梁上方设置有计数器,所述计数器通过通讯电缆线连接有显示器。
作为上述技术方案的改进,所述微纳米梁的尺寸为20×2×1微米。
作为上述技术方案的改进,所述粘附探头底部设置有粘附材料层,粘附材料层由强粘附性材料制成,以保证将待测表面的微尘全部吸附在其上。
作为上述技术方案的改进,所述启动杆、激振器、微纳米梁、粘附探头与所述保护外壳为借助稳定弹簧的非接触式连接,以保证微纳米梁的振动不受外界干扰。
作为上述技术方案的改进,所述计数器包括激光二极管与感光计数器,所述激光二极管与感光计数器关于所述微纳米梁对称设置,分别位于微纳米梁的两侧,以保证激光二极管发出的光束会被感光计数器接收。
作为上述技术方案的改进,所述启动杆呈T形。
本发明带来的有益效果有:
1、本发明的检测表面洁净度的装置主要利用微纳米梁在粘附微尘前后的振动频率不同实现,可分辨质量很轻的微小灰尘,具有检测精度高,经久耐用的特点。
2、本发明的检测表面洁净度的装置不仅结构设计紧凑简单,且生产成本低,无需维护的特点。
3、本发明的检测表面洁净度的方法操作简单,只需将装置放在待测表面,按压一下启动杆,就会显示该表面的洁净度。
4、本发明为独特的创新设计,从某种意义上脱离了传统的检测装置模型,较之于现有的多数设计的检测装置,将具有更加广泛的应用空间。
附图说明
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明,
图1是本发明的检测表面洁净度的装置总体示意图;
图2是本发明的检测表面洁净度的装置截面示意图;
图中各序号所对应的标注名称如下:
启动杆–1,保护外壳–2,稳定弹簧–3,激振器–4,微纳米梁–5,粘附探头–6,计数器–7,激光二极管–71,感光计数器–72,通讯电缆线–8,显示器–9。
具体实施方式
实施例1
实验研究说明,当微纳米梁5的质量发生改变时,其振动频率也会随之改变。微纳米梁5的振动频率满足以下公式:
其中,p为微纳米梁5的振动频率,r和H是和微纳米梁5的几何形状、材料性质有关的参数,L为微纳米梁5的长度。m为粘附探头6质量,M为微尘的质量。本公式的应用条件m远远小于M。
本发明即受上述启发,提供了一种检测表面洁净程度的装置。
参照附图1及附图2,本装置的T形启动杆1穿过矩形保护外壳2,其外层套设有稳定弹簧3,通过稳定弹簧3连接有激振器4、微纳米梁5、粘附探头6。在微纳米梁5上方安装计数器7,并通过通讯电缆线8连接到上方的显示器9。
微纳米梁5在表面粘附微尘时,其强迫振动的频率会与洁净时的固有频率不同,粘附的微尘越多,振动频率偏差越大,通过计数器7记录,并根据偏差范围显示洁净等级,达到检测表面洁净程度的作用。
其中,微纳米梁5的尺寸为20×2×1微米。
粘附探头6底部设置有粘附材料层,粘附材料层由强粘附性材料制成,以保证将待测表面的微尘全部吸附在其上。启动杆1、激振器4、微纳米梁5、粘附探头6与保护外壳2为借助稳定弹簧3的非接触式连接,以保证微纳米梁5的振动不受外界干扰。
本实施例中,计数器7包括激光二极管71与感光计数器72,激光二极管71与感光计数器72关于微纳米梁5对称设置,分别位于微纳米梁5的两侧,以保证激光二极管71发出的光束会被感光计数器72接收。
实施例2
一种检测表面洁净程度的方法,该方法包括以下步骤:
步骤A,将本装置放在待测表面上方,按压启动杆1,拉伸固定在保护外壳2上的稳定弹簧3,使得激振器4、微纳米梁5及粘附探头6一起向下移动,当激振器4接触到保护外壳2时,粘附探头6接触到待测表面,并粘附其上的微尘;
步骤B,松开启动杆1,在稳定弹簧3的作用下,激振器4、微纳米梁5、粘附探头6恢复到原位,激振器4启动,使得微纳米梁5带动其上的粘附探头6一起上下振动,并通过计数器7记录;
步骤C,由于微纳米梁5与其上的粘附探头6自身质量小,所粘附的微尘明显改变其质量,进而使微纳米梁5的振动频率偏离固有频率,其中微尘越多,偏离程度越大,根据振动频率得到待测表面微尘密度,对照洁净度等级标准,得出待测表面洁净度,并通过通讯电缆线8传输到上方的显示器9显示。
实施例3
研究表明,由于一点轻微的质量就会引起微纳米梁5的振动频率发生偏移,该装置可以用来测量微小物体的质量,因此可以作为本发明的另一种实施方式:一种测量微小物体质量的装置及方法。
在此实施例中,我们只需在采集待测物体时,将装置翻转,将粘附探头6朝上,并按动启动杆1,将粘附探头6伸出,将待测质量物体放置在上面,再将装置恢复原位。
由于粘附探头6的吸附作用,待测物体不会掉落,松开启动杆1,开始测试。所采用剩余具体步骤与实施例2中基本一致。
虽然上述介绍了本发明的不同的实施例,对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节。
如,本发明检测表面洁净度的装置中激光二极管71与感光计数器72的位置,在除本发明实施例中限定的隔着微纳米梁5对称外,其它可使感光计数器72记录微纳米梁5振动频率的排列方式也应当被视为本发明的实施方式。
如,本发明采用微纳米梁5进行检测,其他适宜检测的微纳米结构/形状也应当涵盖与本申请的保护范围内。
同时,虽然本说明书按照实施例加以描述,并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案,本说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
以上对本发明的具体实施例进行了详细说明,但内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (7)
1.一种检测表面洁净程度的方法,其特征在于:所述方法利用微纳米梁的粘附探头在表面粘附微尘时,其强迫振动的频率会与洁净时的固有频率不同,粘附的微尘越多,振动频率偏差越大,通过计数器记录,并根据偏差范围显示洁净等级,完成表面洁净程度的检测,其中粘附探头的质量远远小于其表面粘附微尘的质量;
所述方法包括以下步骤:
步骤A,将本装置放在待测表面上方,按压启动杆,拉伸固定在保护外壳上的稳定弹簧,使得激振器、微纳米梁及粘附探头一起向下移动,当激振器接触到保护外壳时,粘附探头接触到待测表面,并粘附其上的微尘;
步骤B,松开启动杆,在稳定弹簧的作用下,激振器、微纳米梁、粘附探头恢复到原位,激振器启动,使得微纳米梁带动其上的粘附探头一起上下振动,并通过计数器记录;
步骤C,由于微纳米梁与其上的粘附探头自身质量小,所粘附的微尘明显改变其质量,进而使微纳米梁的振动频率偏离固有频率,其中微尘越多,偏离程度越大,根据振动频率得到待测表面微尘密度,对照洁净度等级标准,得出待测表面洁净度,并通过通讯电缆线传输到上方的显示器显示。
2.一种检测表面洁净程度的装置,其特征在于:所述装置应用权利要求1所述的方法对待测表面洁净程度进行检测,其包括启动杆及保护外壳,所述启动杆穿过保护外壳,并通过套设于其外层的稳定弹簧连接激振器、微纳米梁、粘附探头,所述微纳米梁上方设置有计数器,所述计数器通过通讯电缆线连接有显示器。
3.根据权利要求2所述的一种检测表面洁净程度的装置,其特征在于:所述微纳米梁的尺寸为20×2×1微米。
4.根据权利要求2所述的一种检测表面洁净程度的装置,其特征在于:所述粘附探头底部设置有粘附材料层,以保证将待测表面的微尘全部吸附在其上。
5.根据权利要求2所述的一种检测表面洁净程度的装置,其特征在于:所述启动杆、激振器、微纳米梁、粘附探头与所述保护外壳为借助稳定弹簧的非接触式连接,以保证微纳米梁的振动不受外界干扰。
6.根据权利要求2所述的一种检测表面洁净程度的装置,其特征在于:所述计数器包括激光二极管与感光计数器,所述激光二极管与感光计数器关于所述微纳米梁对称设置,以保证激光二极管发出的光束会被感光计数器接收。
7.根据权利要求2所述的一种检测表面洁净程度的装置,其特征在于:所述启动杆呈T形。
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