CN201189465Y - 超声悬浮仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超声悬浮仪，该超声悬浮仪包含超声波发生器(1)、超声换能器(2)、声波反射器(6)、恒温箱(8)和机座(24)，恒温箱(8)安装在机座(24)的上部，超声波发生器(1)和超声换能器(2)内置于机座(24)内，辐射板(4)置于恒温箱(8)内，在恒温箱(8)内辐射板(4)和声波反射器(6)的反射板(5)之间形成较强的超声驻波声场，驻波声场克服悬浮物(9)的重力使悬浮物(9)悬浮在反射板(5)和辐射板(4)之间；本实用新型为大专院校、生化科研和生产单位提供一种运用超声波将固体或液体悬浮在空间的超声悬浮设备。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种超声悬浮仪，属于超声悬浮应用技术领域。
背景技术
声和超声悬浮是20世纪70年代以后才发展起来的新技术，是指利用驻波声场与物体的相互作用产生竖直方向的悬浮力以克服物体的重量，使物体稳定悬浮在空间的新技术。随着科技的快速发展，超声悬浮逐渐发展成为很有潜力的无容器处理技术和材料加工技术，在物理学、生物学及流体力学等领域开展了广泛的应用研究，但目前基本上还都是处于初步的试验研究阶段，进入实际应用的更是为数甚少。
发明内容
本实用新型的目的是为大专院校、生化科研和生产单位提供一种运用超声波将固体或液体悬浮在空间的超声悬浮设备。
本实用新型所采用的技术方案是，设计一种超声悬浮仪，包含超声波发生器、超声换能器、声波反射器、恒温箱和机座，其特征是：所述恒温箱安装在机座的上部，超声波发生器和超声换能器内置于机座内，超声波发生器与超声换能器电连接，超声换能器上依次固定连接变幅杆和辐射板，辐射板置于恒温箱内，通过支架固定在恒温箱的底板上，声波反射器安装在恒温箱的顶板上，在恒温箱内辐射板和声波反射器的反射板之间形成悬浮空间，辐射板和反射板之间的距离为超声波半波长的整数倍；
所述恒温箱是由双层透明的玻璃水浴墙、顶板、底板围成的恒温腔室，玻璃水浴墙的正面有玻璃水浴门，中间有置物孔，通过置物孔取放悬浮物；顶板和底板使用金属材料，内部设有金属水腔，玻璃水浴墙、玻璃水浴门和金属水腔的水相互连通并通过管道与水浴机形成水循环，管道上设有水浴流量调节阀；在恒温箱内装有温度探头，通过温度仪表显示温度并把温度信号传到计算机；
所述声波反射器的反射板的材料为透明玻璃，在反射板内置数码摄像头和摄像照明，数码摄像头和计算机电连接；在声波反射器上安装有高度调节器和成像距离调节器，通过高度调节器调节反射板和辐射板之间的距离，通过成像距离调节器调节成像焦距。
本实用新型的有益效果是：将超声悬浮原理变成一种实践，为生化培养、物质空间结合、样品无容器接触等科学研究、生产领域提供了一种具有实用价值的仪器设备；采用双层玻璃水浴墙的方法，通过调节水浴源的温度，控制箱体内的悬浮物的环境温度，解决了通常通过使用盘管控温，内部状况肉眼不可视的问题；声波反射器采用玻璃反射板内置摄像头的方法，可用计算机连续监控和记录悬浮物生长或形态变化全过程；可悬浮磁性、非磁性、导体、绝缘体、晶体、液体等多种物质。
附图说明
图1是本实用新型结构原理示意图；
图2是本实用新型实施例剖面图；
图3是本实用新型实施例正面图。
图中，1.超声波发生器，2.超声换能器，3.变幅杆，4.辐射板，5.反射板，6.声波反射器，7.数码摄像头，8.恒温箱，9.悬浮物，10.水浴机，11.水浴流量调节阀，12.温度探头，13.温度仪表，14.计算机，15高度调节器，16成像距离调节器，17玻璃水浴墙，18玻璃水浴门，19置物孔，20底板，21顶板，22连接筒，23支架，24机座，25玻璃罩。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
如图1所示，超声悬浮仪包含超声波发生器1、超声换能器2、声波反射器6、恒温箱8等部件，超声波发生器1用于产生超声波振荡源，超声波发生器1与超声换能器2电连接，超声换能器2上依次固定连接有变幅杆3和辐射板4，超声换能器2的辐射板4置于恒温箱8内，声波反射器6安装在恒温箱8的顶板21上，声波反射器6的反射板5在恒温箱8内与超声换能器2的辐射板4对置，在恒温箱8内辐射板4和反射板5之间形成悬浮空间，辐射板4和反射板5之间的距离为超声波半波长的整数倍；超声换能器2的作用是把超声波发生器1产生的超声波振荡信号源转换为机械振动，变幅杆3的作用是将超声换能器2的振动幅度放大并传到辐射板4，从而产生较强的超声驻波声场，通过辐射板4向外辐射到声波反射器6的反射板5上，反射板5再把超声驻波反射回辐射板4，于是在辐射板4和反射板5之间共同形成驻波声场，驻波声场克服悬浮物9的重力使悬浮物9悬浮在反射板5和辐射板4之间。
在声波反射器6的反射板5内置数码摄像头7和摄像照明，数码摄像头7与计算机14相连，通过计算机14监控悬浮物9的状态和变化；恒温箱8内设置三个温度探头12，通过温度仪表13显示恒温箱8内的实际温度并通过导线把信号传到计算机14，用于检测记录恒温箱8的温度。
恒温箱8的作用是为悬浮物9提供一个恒温悬浮环境，防止箱外气流影响和空气污染，水浴机10的作用是为恒温箱提供水浴源，恒温箱8与水浴机10相连通，在连接管道上设置水浴流量调节阀11用于调整流量的大小，工作时根据计算机14显示的温度信号，由计算机14对水浴机10的温度进行调节控制。
如图2、图3所示，在实施例中，超声悬浮仪的恒温箱8置于机座24的上部，恒温箱8是由玻璃水浴墙17、顶板21和底板20围成的方形腔室；玻璃水浴墙17的正面有玻璃水浴门18，玻璃水浴门18的中间有置物孔19，通过置物孔19取放悬浮物9；玻璃水浴门18和玻璃水浴墙17都是由双层透明玻璃构成，中央设置有循环水腔结构，顶板21和底板20为金属板，在金属板的内部设有金属水腔；玻璃水浴墙17、玻璃水浴门18和金属水腔的水相互连通并通过管道与水浴机10形成水循环，通过管道上的水浴流量调节阀11调节回水流量大小；在恒温箱8内装有三个温度探头12，实时测定恒温箱8中悬浮空间不同区域的温度，通过温度仪表13显示温度并把温度信号传到计算机14，水浴机10的水温可以通过计算机14控制进行调节。
机座24的下部内置超声换能器2、超声波发生器1、水浴流量调节阀11和温度仪表13，超声换能器2经连接筒22固定安装在底板20的下部，超声换能器2上装有变幅杆3和辐射板4，变幅杆3和辐射板4从底板20中央的安装孔伸入到恒温箱8内，通过支架23和连接筒22固定在底板20上，支架23为环形结构，大小与底板20上的安装孔相适应，安装后使安装孔闭合；声波反射器6安装在恒温箱8的顶板21中央法兰孔上，声波反射器6的反射板5在恒温箱8内与超声换能器2的辐射板4对置，在恒温箱8内辐射板4和反射板5之间形成悬浮空间，辐射板4和反射板5之间的距离为超声波半波长的整数倍；反射板5为透明的玻璃材料，在声波反射器6的反射板5内置数码摄像头7和摄像照明，数码摄像头7与计算机14相连，通过计算机14监控悬浮物9的状态和变化；在声波反射器6上设置高度调节器15和成像距离调节器16，通过旋转高度调节器15的手轮，驱动传动机构调节声波反射器6和辐射板4之间的距离，通过旋转成像距离调节器16的手轮，驱动传动机构调节摄像头的摄像焦距。
在恒温箱8的最外周安装有可拆卸的玻璃罩25，用来隔离大气环境温度。
Claims (3)
1.超声悬浮仪，包含超声波发生器(1)、超声换能器(2)、声波反射器(6)、恒温箱(8)和机座(24)，其特征是：所述恒温箱(8)安装在机座(24)的上部，超声波发生器(1)和超声换能器(2)内置于机座(24)内，超声波发生器(1)与超声换能器(2)电连接，超声换能器(2)上依次固定连接变幅杆(3)和辐射板(4)，辐射板(4)置于恒温箱(8)内，通过支架(23)固定在恒温箱(8)的底板(20)上，声波反射器(6)安装在恒温箱(8)的顶板(21)上，在恒温箱(8)内辐射板(4)和声波反射器(6)的反射板(5)之间形成悬浮空间，辐射板(4)和反射板(5)之间的距离为超声波半波长的整数倍。
2.根据权利要求1所述的超声悬浮仪，其特征是：所述恒温箱(8)是由双层透明的玻璃水浴墙(17)、顶板(21)、底板(20)围成的恒温腔室，玻璃水浴墙(17)的正面有玻璃水浴门(18)，中间有置物孔(19)，通过置物孔(19)取放悬浮物(9)；顶板(21)和底板(20)使用金属材料，内部设有金属水腔；玻璃水浴墙(17)、玻璃水浴门(18)和金属水腔的水相互连通并通过管道与水浴机(10)形成水循环，管道上设有水浴流量调节阀(11)；在恒温箱(8)内装有温度探头(12)，通过温度仪表(13)显示温度并把温度信号传到计算机(14)。
3.根据权利要求1所述的超声悬浮仪，其特征是：所述声波反射器(6)的反射板(4)的材料为透明玻璃，在反射板(4)内置数码摄像头(7)和摄像照明，数码摄像头(7)和计算机(14)电连接；在声波反射器(6)上安装有高度调节器(15)和成像距离调节器(16)，通过高度调节器(15)调节反射板(5)和辐射板(4)之间的距离，通过成像距离调节器(16)调节成像焦距。
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