CN115753563A - 一种基于驻波声场的微球多模式操控装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于驻波声场的微球多模式操控装置及其工作方法，装置包括底座、振动体、第一固定座、第二固定座、第一固定螺母、第二固定螺母、PDMS模块、分选铜片和压电驱动模块；压电驱动模块包含七个迁移压电陶瓷片、以及分选压电陶瓷片。本发明通过激励七个迁移压电陶瓷片实现模态切换来使微球进行长距离迁移，并在此过程中通过显微镜对微球形貌进行检测，根据检测结果通过分选压电陶瓷片对微球进行分选。本发明设备简单、价格便宜，能够无损、非接触式操控微球，避免了硬接触方式下对微球进行定位、移动和分类时的二次损伤。

Description

一种基于驻波声场的微球多模式操控装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及微操控和微颗粒快速筛选领域，尤其涉及一种基于驻波声场的微球多模式操控装置及其工作方法。

背景技术

激光约束核聚变ICF是以高功率、高能量密度激光为驱动源，采用球形内爆增压技术使球形靶丸内的核燃料达到点火条件，从而形成自持的热核反应。ICF有望为人类提供清洁、无污染的能源。ICF实验对于作为核燃料容器的空心微球(靶丸)的品质在几何参数、表面缺陷等方面有着严格的要求，靶丸的品质直接影响ICF打靶实验的成败。靶丸具有尺寸微小(直径100~1000μm)、结构脆弱、粘性强等特点，这就对靶丸的检测带来不小的挑战。目前，对于测量微球的几何参数所采用的检测设备，有X光射线仪、白光干涉仪、原子力显微镜等。这些仪器的测量精度很高(可以达到微米级甚至纳米级)。由于靶丸是球形，实现靶丸形貌的完全表征需要多次移动并翻转靶丸。然而这些检测设备中均通过多自由度移动平台操控靶丸运动，这种硬接触方式在调整靶丸的姿态时极易造成靶丸表面的二次损伤，导致靶丸的检测效率及合格率较低。而采用声波为驱动源的微操控技术具有高生物相容性、微尺度操控稳定等优点，意味着微操控技术可以应用于微球的无损检测和筛选中通过多次定位实现靶丸完整的形貌表征，通过不同振动模态的配合与切换，实现不同质量的靶丸在不同的区域聚集，进而满足靶丸检测过程无损及高精度操控的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种基于驻波声场的微球多模式操控装置及其工作方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于驻波声场的微球多模式操控装置，包括底座、振动体、第一固定座、第二固定座、第一固定螺母、第二固定螺母、PDMS模块、分选铜片和压电驱动模块；

所述第一固定座、第二固定座均设置在底座上，结构相同，均包含基座和螺柱，其中，所述基座为柱体，下端面和所述底座固连；所述螺柱下端和所述基座的上端面垂直固连；

所述振动体为长方体，其两端分别设有第一耳片、第二耳片；所述第一耳片、第二耳片中心分别设有和所述第一固定座、第二固定座的螺柱相匹配的第一通孔、第二通孔；

所述第一固定座、第二固定座的螺柱分别穿过第一通孔、第二通孔后和所述第一固定螺母、第二固定螺母对应螺纹相连，将所述振动体固定在第一固定座、第二固定座的基座上；

所述底座固定在气浮平台上，使得所述振动体水平；

所述振动体的上端面设有用于放置所述PDMS模块的安装凹槽；所述安装凹槽呈长方体，关于第一通孔、第二通孔圆心的连线对称；所述振动体关于第一通孔、第二通孔圆心的连线对称，关于其长度方向上的中截面不对称；

所述PDMS模块为所述安装凹槽形状相同的长方体，采用PDMS材质制成，通过PDMS胶水固定在所述安装凹槽内；

所述PDMS的上表面在第一通孔、第二通孔圆心的连线上设有迁移流道和第二出口流道，在迁移流道和第二出口流道之间设有分选流道；所述迁移流道位于第二出口流道上游；所述分选流道垂直于迁移流道，一侧和所述迁移流道联通，另一侧和所述第二出口流道联通；所述PDMS的上表面还在第二出口流道两侧对称设有第一出口流道、第三出口流道，且第一出口流道、第三出口流道分别和所述分选流道的两端联通；

所述振动体的下表面沿其长度方向从上游到下游依次设有第一至第七压电凹槽；所述第一至第七压电凹槽均垂直于所述迁移流道，且关于迁移流道所在直线对称；

所述压电驱动模块包含第一至第七迁移压电陶瓷片、以及分选压电陶瓷片；

所述第一至第七迁移压电陶瓷片结构相同，一一对应设置在所述第一至第七压电凹槽中，均沿厚度方向极化，第一、三、四、七迁移压电陶瓷片的极化方向相同，第二、五、六迁移压电陶瓷片的极化方向相同，第一、第二迁移压电陶瓷片的极化方向相反；

所述第四迁移压电陶瓷片用于单独激励出振动体在其长度方向上畸变的一阶面外弯振模态，或者和第一、第五、第七迁移压电陶瓷片配合用于激励出振动体在其长度方向上的畸变的五阶面外弯振模态，或者和第二、第六迁移压电陶瓷片配合激励出振动体在其长度方向上畸变的三阶面外弯振模态；第三、第五迁移压电陶瓷片用于配合激励出振动体在其长度方向上畸变的二阶面外弯振模态；第四迁移压电陶瓷片同时位于振动体在其长度方向上畸变的一阶面外弯振模态的波腹处、振动体在其长度方向上畸变的三阶面外弯振模态的波腹处、振动体在其长度方向上畸变的五阶面外弯振模态的波腹处；第五迁移压电陶瓷片同时位于振动体在其长度方向上畸变的二阶面外弯振模态的波腹处、振动体在其长度方向上畸变的五阶面外弯振模态的波腹处；第一、第七迁移压电陶瓷片均位于振动体在其长度方向上畸变的五阶面外弯振模态的波腹处；第二、第六迁移压电陶瓷片均位于振动体在其长度方向上畸变的三阶面外弯振模态的波腹处；第三迁移压电陶瓷片位于振动体在其长度方向上畸变的二阶面外弯振模态的波腹处；

所述振动体在分选流道下方设有和安装凹槽等宽的矩形通槽；所述分选铜片粘贴在该矩形通槽内PDMS模块的下端面上；

所述分选压电陶瓷片粘贴在所述分选铜片的下端面上，关于迁移流道所在直线对称；所述分选压电陶瓷片沿其厚度方向极化，用于激励出分选铜片在振动体宽度方向上的一阶面外弯振模态。

作为本发明一种基于驻波的贴片式模态切换型微球多模式操控装置进一步的优化方案，所述底座采用矩形板，其四个角上均设有用于和气浮平台固定的通孔。

作为本发明一种基于驻波的贴片式模态切换型微球多模式操控装置进一步的优化方案，所述第一至第五压电凹槽结构相同，深度均小于第一迁移压电陶瓷片的厚度。

本发明还公开了一种该基于驻波的贴片式模态切换型微球多模式操控装置的操控方法，包含以下步骤：

步骤1），在迁移流道上游中注入承载流体并释放微球；

步骤2），对第二、第四、第六迁移压陶瓷片施加预设的第二简谐电压信号，激励出振动体在其长度方向上畸变的三阶面外弯振模态，微球随流体沿直线迁移流道前进至畸变的三阶面外弯振的第一个节点处，在声辐射力和声流产生的拖曳力的作用下被定位在该节点上，此时通过显微镜对微球进行第一次形貌检测；

步骤3），对第二、第四、第六迁移压陶瓷片断电，对第三、第五迁移压电陶瓷片施加预设的第一简谐电压信号，激励出振动体在其长度方向上畸变的二阶面外弯振模态，微球随流体在直线迁移流道中前进至畸变的二阶面外弯振的第一个节点处，在声辐射力和声流产生的拖曳力的作用下被定位在该节点上，此时通过显微镜对微球进行第二次形貌检测；

步骤4），对第三、第五迁移压电陶瓷片断电，对第一、第四、第五、第七迁移压电陶瓷片施加预设的第三简谐电压信号，激励出振动体在其长度方向上畸变的五阶面外弯振模态，微球随流体在直线迁移流道前进至畸变的五阶面外弯振的第三个节点处，在声辐射力和声流产生的拖曳力的作用下被定位在该节点上，此时通过显微镜对微球进行第三次形貌检测；

步骤5），对第一、第四、第五、第七迁移压电陶瓷片断电，对第二、第四、第六迁移压电陶瓷片施加预设的第二简谐电压信号，激励出振动体在其长度方向上畸变的三阶面外弯振模态，微球随流体在直线迁移流道前进至走到分选流道中心位置时，对第二、第四、第六迁移压电陶瓷片断电，使得微球定位，此时通过显微镜对微球进行第四次形貌检测；

步骤6），根据四次检测结果判断对微颗粒的表面质量优劣进行判断，根据其优劣状况对其进行分选；

步骤6.1），若微球为劣质微球，对分选压电陶瓷片施加预设的第五简谐电压信号，激励出分选铜片在振动体宽度方向上的一阶面外弯振模态，使微球向运动至第一出口流道的入口处；

步骤6.2），若微球为中等质量微球，对分选压电陶瓷片施加预设的第六简谐电压信号，激励出分选铜片在振动体宽度方向上的一阶面外弯振模态，使微球向运动至第三出口流道的入口处；

步骤6.3），若微球为优质微球，不驱动分选压电陶瓷片，微球位于第二出口流道的入口处；

步骤7），对第四迁移压电陶瓷片施加预设的第四简谐电压信号，使得微球继续前进至其分选后对应的出口流道中。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1. 设备简单、价格便宜，可以降低常见筛选系统的成本。

2. 采用压电激励的微操控装置可以实现对微球的无损、无接触操控，操控手段包括包括：定位操控、迁移操控、分选操控。

3. 操控微球实现不同运动的同时采用显微镜对其尺寸、表面形貌等参数优劣进行分析，进而控制不同表面质量的微球在不同区域聚集，以实现对微球的高效、高精度筛选。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中底座、第一固定座、第二固定座相配合的结构示意图；

图3是本发明中PDMS模块的俯视图；

图4是本发明中振动体的结构示意图；

图5是本发明中振动体的仰视图；

图6是本发明中第一至第五迁移压电陶瓷片的极化方向示意图；

图7是本发明中第三、第五压电陶瓷片激发的左右非对称振动体的畸变的二阶面外弯振的振型及电信号施加方式示意图；

图8是本发明中第二、第四、第六压电陶瓷片激发的左右非对称振动体的畸变的三阶面外弯振的振型及电信号施加方式示意图；

图9是本发明中第一、第四、第五、第七压电陶瓷片激发的左右非对称振动体的畸变的五阶面外弯振的振型及电信号施加方式示意图；

图10是本发明中第四压电陶瓷片激发的左右非对称振动体的畸变的一阶面外弯振的振型及电信号施加方式示意图；

图11是本发明中分选压电陶瓷激发的分选铜片的一阶面外弯振的振型及电信号施加方式示意图；

图12是标准弯曲振动模态下偶数阶和奇数阶模态切换后颗粒运动位置示意图；

图13是本发明中畸变弯曲振动模态下偶数阶和奇数阶模态切换后颗粒运动位置示意图；

图14是本发明中基于驻波声场的微球多模式操控装置实现微球多次定位、迁移及分类的原理图。

图中，1-底座，2-振动体，3-PDSM模块，4-第一固定座，5-第二固定座，6-第一固定螺母，7-第二固定螺母，8-迁移流道，9-分选流道，10-第一出口流道，11-第二出口流道，13-第三出口流道，14-分选铜片，15-分选压电陶瓷片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。

应当理解，尽管这里可以使用术语第一、第二、第三等描述各个元件、组件和/或部分，但这些元件、组件和/或部分不受这些术语限制。这些术语仅仅用于将元件、组件和/或部分相互区分开来。因此，下面讨论的第一元件、组件和/或部分在不背离本发明教学的前提下可以成为第二元件、组件或部分。

如图1所示，本发明公开了一种基于驻波声场的微球多模式操控装置，包括底座、振动体、第一固定座、第二固定座、第一固定螺母、第二固定螺母、PDMS模块、分选铜片和压电驱动模块；

如图2所示，所述第一固定座、第二固定座均设置在底座上，结构相同，均包含基座和螺柱，其中，所述基座为柱体，下端面和所述底座固连；所述螺柱下端和所述基座的上端面垂直固连；

所述振动体为长方体，其两端分别设有第一耳片、第二耳片；所述第一耳片、第二耳片中心分别设有和所述第一固定座、第二固定座的螺柱相匹配的第一通孔、第二通孔；

所述第一固定座、第二固定座的螺柱分别穿过第一通孔、第二通孔后和所述第一固定螺母、第二固定螺母对应螺纹相连，将所述振动体固定在第一固定座、第二固定座的基座上；

所述底座固定在气浮平台上，使得所述振动体水平；

所述振动体的上端面设有用于放置所述PDMS模块的安装凹槽；所述安装凹槽呈长方体，关于第一通孔、第二通孔圆心的连线对称；所述振动体关于第一通孔、第二通孔圆心的连线对称，关于其长度方向上的中截面不对称；

所述PDMS模块为所述安装凹槽形状相同的长方体，采用PDMS材质制成，通过PDMS胶水固定在所述安装凹槽内；

如图3所示，所述PDMS的上表面在第一通孔、第二通孔圆心的连线上设有迁移流道和第二出口流道，在迁移流道和第二出口流道之间设有分选流道；所述迁移流道位于第二出口流道上游；所述分选流道垂直于迁移流道，一侧和所述迁移流道联通，另一侧和所述第二出口流道联通；所述PDMS的上表面还在第二出口流道两侧对称设有第一出口流道、第三出口流道，且第一出口流道、第三出口流道分别和所述分选流道的两端联通；

如图4、图5所示，所述振动体的下表面沿其长度方向从上游到下游依次设有第一至第七压电凹槽；所述第一至第七压电凹槽均垂直于所述迁移流道，且关于迁移流道所在直线对称；

所述压电驱动模块包含第一至第七迁移压电陶瓷片、以及分选压电陶瓷片；

如图6所示，所述第一至第七迁移压电陶瓷片结构相同，一一对应设置在所述第一至第七压电凹槽中，均沿厚度方向极化，第一、三、四、七迁移压电陶瓷片的极化方向相同，第二、五、六迁移压电陶瓷片的极化方向相同，第一、第二迁移压电陶瓷片的极化方向相反；

所述第四迁移压电陶瓷片用于单独激励出振动体在其长度方向上畸变的一阶面外弯振模态（如图10所示），或者和第一、第五、第七迁移压电陶瓷片配合用于激励出振动体在其长度方向上的畸变的五阶面外弯振模态（如图9所示），或者和第二、第六迁移压电陶瓷片配合激励出振动体在其长度方向上畸变的三阶面外弯振模态（如图8所示）；第三、第五迁移压电陶瓷片用于配合激励出振动体在其长度方向上畸变的二阶面外弯振模态（如图7所示）；第四迁移压电陶瓷片同时位于振动体在其长度方向上畸变的一阶面外弯振模态的波腹处、振动体在其长度方向上畸变的三阶面外弯振模态的波腹处、振动体在其长度方向上畸变的五阶面外弯振模态的波腹处；第五迁移压电陶瓷片同时位于振动体在其长度方向上畸变的二阶面外弯振模态的波腹处、振动体在其长度方向上畸变的五阶面外弯振模态的波腹处；第一、第七迁移压电陶瓷片均位于振动体在其长度方向上畸变的五阶面外弯振模态的波腹处；第二、第六迁移压电陶瓷片均位于振动体在其长度方向上畸变的三阶面外弯振模态的波腹处；第三迁移压电陶瓷片位于振动体在其长度方向上畸变的二阶面外弯振模态的波腹处；

所述振动体在分选流道下方设有和安装凹槽等宽的矩形通槽；所述分选铜片粘贴在该矩形通槽内PDMS模块的下端面上；

所述分选压电陶瓷片粘贴在所述分选铜片的下端面上，关于迁移流道所在直线对称；所述分选压电陶瓷片沿其厚度方向极化，用于激励出分选铜片在振动体宽度方向上的一阶面外弯振模态。

所述底座优先采用矩形板，其四个角上均设有用于和气浮平台固定的通孔。

所述第一至第五压电凹槽结构相同，深度均小于第一迁移压电陶瓷片的厚度。这既可以在粘贴压电陶瓷片时实现对迁移压电陶瓷片的定位，又可以通过凹槽对迁移压电陶瓷片的约束作用放大迁移压电陶瓷片在d₃₁模式振动时的变形效果，进而达到放大振幅的效果。

通过在PDSM模块上表面设置迁移流道、分选流道、以及第一至第三出口流道，即实现了微颗粒运动路径的规划，也避免了直接在振动体上规划流道所导致的所需振型无法激励的问题，同时，盒体底面为封闭结构，防止因为设计分选流道造成微颗粒承载液体的渗漏。

本发明还公开了一种该基于驻波的贴片式模态切换型微球多模式操控装置的操控方法，包含以下步骤：

步骤1），在迁移流道上游中注入承载流体并释放微球；

步骤2），对第二、第四、第六迁移压陶瓷片施加预设的第二简谐电压信号，激励出振动体在其长度方向上畸变的三阶面外弯振模态，微球随流体沿直线迁移流道前进至畸变的三阶面外弯振的第一个节点处，在声辐射力和声流产生的拖曳力的作用下被定位在该节点上，此时通过显微镜对微球进行第一次形貌检测；

步骤3），对第二、第四、第六迁移压陶瓷片断电，对第三、第五迁移压电陶瓷片施加预设的第一简谐电压信号，激励出振动体在其长度方向上畸变的二阶面外弯振模态，微球随流体在直线迁移流道中前进至畸变的二阶面外弯振的第一个节点处，在声辐射力和声流产生的拖曳力的作用下被定位在该节点上，此时通过显微镜对微球进行第二次形貌检测；

步骤4），对第三、第五迁移压电陶瓷片断电，对第一、第四、第五、第七迁移压电陶瓷片施加预设的第三简谐电压信号，激励出振动体在其长度方向上畸变的五阶面外弯振模态，微球随流体在直线迁移流道前进至畸变的五阶面外弯振的第三个节点处，在声辐射力和声流产生的拖曳力的作用下被定位在该节点上，此时通过显微镜对微球进行第三次形貌检测；

步骤5），对第一、第四、第五、第七迁移压电陶瓷片断电，对第二、第四、第六迁移压电陶瓷片施加预设的第二简谐电压信号，激励出振动体在其长度方向上畸变的三阶面外弯振模态，微球随流体在直线迁移流道前进至走到分选流道中心位置时，对第二、第四、第六迁移压电陶瓷片断电，使得微球定位，此时通过显微镜对微球进行第四次形貌检测；

步骤6），根据四次检测结果判断对微颗粒的表面质量优劣进行判断，根据其优劣状况对其进行分选；

步骤6.1），若微球为劣质微球，对分选压电陶瓷片施加预设的第五简谐电压信号，激励出分选铜片在振动体宽度方向上的一阶面外弯振模态（如图11所示），使微球向运动至第一出口流道的入口处；

步骤6.2），若微球为中等质量微球，对分选压电陶瓷片施加预设的第六简谐电压信号，激励出分选铜片在振动体宽度方向上的一阶面外弯振模态，使微球向运动至第三出口流道的入口处；

步骤6.3），若微球为优质微球，不驱动分选压电陶瓷片，微球位于第二出口流道的入口处；

步骤7），对第四迁移压电陶瓷片施加预设的第四简谐电压信号，使得微球继续前进至其分选后对应的出口流道中。

标准弯曲振动模态下偶数阶和奇数阶模态切换后颗粒运动位置如图12所示，而本发明中振动体关于其长度方向上的横截面不对称，这种不对称结构可以调整振动体的标准弯曲振动模态为畸变的弯曲振动模态，实现不同阶数的振动模态之间波腹和波节位置的错位，如图13所示。

本发明操控尺寸在微米级至毫米级的微球在PDMS流道中实现多次定位、长距离迁移和分类，每次对微球定位后在显微镜的观测下对微球进行微观形貌的检测，检测完成后通过模态切换实现微球向流道出口的进一步移动，在到达最后一个定位节点后，根据显微镜的检测结果对优质和劣质微球进行分类操控，从而实现不同质量的微球聚集在不同的出口，如图14所示。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于驻波声场的微球多模式操控装置，其特征在于，包括底座、振动体、第一固定座、第二固定座、第一固定螺母、第二固定螺母、PDMS模块、分选铜片和压电驱动模块；

所述第一固定座、第二固定座均设置在底座上，结构相同，均包含基座和螺柱，其中，所述基座为柱体，下端面和所述底座固连；所述螺柱下端和所述基座的上端面垂直固连；

所述振动体为长方体，其两端分别设有第一耳片、第二耳片；所述第一耳片、第二耳片中心分别设有和所述第一固定座、第二固定座的螺柱相匹配的第一通孔、第二通孔；

所述第一固定座、第二固定座的螺柱分别穿过第一通孔、第二通孔后和所述第一固定螺母、第二固定螺母对应螺纹相连，将所述振动体固定在第一固定座、第二固定座的基座上；

所述底座固定在气浮平台上，使得所述振动体水平；

所述振动体的上端面设有用于放置所述PDMS模块的安装凹槽；所述安装凹槽呈长方体，关于第一通孔、第二通孔圆心的连线对称；所述振动体关于第一通孔、第二通孔圆心的连线对称，关于其长度方向上的中截面不对称；

所述PDMS模块为所述安装凹槽形状相同的长方体，采用PDMS材质制成，通过PDMS胶水固定在所述安装凹槽内；

所述PDMS的上表面在第一通孔、第二通孔圆心的连线上设有迁移流道和第二出口流道，在迁移流道和第二出口流道之间设有分选流道；所述迁移流道位于第二出口流道上游；所述分选流道垂直于迁移流道，一侧和所述迁移流道联通，另一侧和所述第二出口流道联通；所述PDMS的上表面还在第二出口流道两侧对称设有第一出口流道、第三出口流道，且第一出口流道、第三出口流道分别和所述分选流道的两端联通；

所述振动体的下表面沿其长度方向从上游到下游依次设有第一至第七压电凹槽；所述第一至第七压电凹槽均垂直于所述迁移流道，且关于迁移流道所在直线对称；

所述压电驱动模块包含第一至第七迁移压电陶瓷片、以及分选压电陶瓷片；

所述第一至第七迁移压电陶瓷片结构相同，一一对应设置在所述第一至第七压电凹槽中，均沿厚度方向极化，第一、三、四、七迁移压电陶瓷片的极化方向相同，第二、五、六迁移压电陶瓷片的极化方向相同，第一、第二迁移压电陶瓷片的极化方向相反；

所述第四迁移压电陶瓷片用于单独激励出振动体在其长度方向上畸变的一阶面外弯振模态，或者和第一、第五、第七迁移压电陶瓷片配合用于激励出振动体在其长度方向上的畸变的五阶面外弯振模态，或者和第二、第六迁移压电陶瓷片配合激励出振动体在其长度方向上畸变的三阶面外弯振模态；第三、第五迁移压电陶瓷片用于配合激励出振动体在其长度方向上畸变的二阶面外弯振模态；第四迁移压电陶瓷片同时位于振动体在其长度方向上畸变的一阶面外弯振模态的波腹处、振动体在其长度方向上畸变的三阶面外弯振模态的波腹处、振动体在其长度方向上畸变的五阶面外弯振模态的波腹处；第五迁移压电陶瓷片同时位于振动体在其长度方向上畸变的二阶面外弯振模态的波腹处、振动体在其长度方向上畸变的五阶面外弯振模态的波腹处；第一、第七迁移压电陶瓷片均位于振动体在其长度方向上畸变的五阶面外弯振模态的波腹处；第二、第六迁移压电陶瓷片均位于振动体在其长度方向上畸变的三阶面外弯振模态的波腹处；第三迁移压电陶瓷片位于振动体在其长度方向上畸变的二阶面外弯振模态的波腹处；

所述振动体在分选流道下方设有和安装凹槽等宽的矩形通槽；所述分选铜片粘贴在该矩形通槽内PDMS模块的下端面上；

所述分选压电陶瓷片粘贴在所述分选铜片的下端面上，关于迁移流道所在直线对称；所述分选压电陶瓷片沿其厚度方向极化，用于激励出分选铜片在振动体宽度方向上的一阶面外弯振模态。

2.根据权利要求1所述的基于驻波的贴片式模态切换型微球多模式操控装置，其特征在于，所述底座采用矩形板，其四个角上均设有用于和气浮平台固定的通孔。

3.根据权利要求1所述的基于驻波的贴片式模态切换型微球多模式操控装置，其特征在于，所述第一至第五压电凹槽结构相同，深度均小于第一迁移压电陶瓷片的厚度。

4.基于权利要求1所述的基于驻波的贴片式模态切换型微球多模式操控装置的操控方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1），在迁移流道上游中注入承载流体并释放微球；

步骤2），对第二、第四、第六迁移压陶瓷片施加预设的第二简谐电压信号，激励出振动体在其长度方向上畸变的三阶面外弯振模态，微球随流体沿直线迁移流道前进至畸变的三阶面外弯振的第一个节点处，在声辐射力和声流产生的拖曳力的作用下被定位在该节点上，此时通过显微镜对微球进行第一次形貌检测；

步骤3），对第二、第四、第六迁移压陶瓷片断电，对第三、第五迁移压电陶瓷片施加预设的第一简谐电压信号，激励出振动体在其长度方向上畸变的二阶面外弯振模态，微球随流体在直线迁移流道中前进至畸变的二阶面外弯振的第一个节点处，在声辐射力和声流产生的拖曳力的作用下被定位在该节点上，此时通过显微镜对微球进行第二次形貌检测；

步骤4），对第三、第五迁移压电陶瓷片断电，对第一、第四、第五、第七迁移压电陶瓷片施加预设的第三简谐电压信号，激励出振动体在其长度方向上畸变的五阶面外弯振模态，微球随流体在直线迁移流道前进至畸变的五阶面外弯振的第三个节点处，在声辐射力和声流产生的拖曳力的作用下被定位在该节点上，此时通过显微镜对微球进行第三次形貌检测；

步骤5），对第一、第四、第五、第七迁移压电陶瓷片断电，对第二、第四、第六迁移压电陶瓷片施加预设的第二简谐电压信号，激励出振动体在其长度方向上畸变的三阶面外弯振模态，微球随流体在直线迁移流道前进至走到分选流道中心位置时，对第二、第四、第六迁移压电陶瓷片断电，使得微球定位，此时通过显微镜对微球进行第四次形貌检测；

步骤6），根据四次检测结果判断对微颗粒的表面质量优劣进行判断，根据其优劣状况对其进行分选；

步骤6.1），若微球为劣质微球，对分选压电陶瓷片施加预设的第五简谐电压信号，激励出分选铜片在振动体宽度方向上的一阶面外弯振模态，使微球向运动至第一出口流道的入口处；

步骤6.2），若微球为中等质量微球，对分选压电陶瓷片施加预设的第六简谐电压信号，激励出分选铜片在振动体宽度方向上的一阶面外弯振模态，使微球向运动至第三出口流道的入口处；

步骤6.3），若微球为优质微球，不驱动分选压电陶瓷片，微球位于第二出口流道的入口处；

步骤7），对第四迁移压电陶瓷片施加预设的第四简谐电压信号，使得微球继续前进至其分选后对应的出口流道中。

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