CN210146580U - 一种超声波振动仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超声波振动仪，所述超声波振动仪包括实验器皿固定架(1)，所述实验器皿固定架(1)用于固定待超声波振动的实验器皿(3)，所述超声波振动仪包括设置在超声波发生器外壳(6)内部的超声波发生器(2)，所述超声波发生器(2)的顶部直接接触实验器皿(3)的底端，其特征在于，所述超声波发生器(2)的底部设有升降机构(4)，所述升降机构(4)构造成使超声波发生器(2)在竖直方向上上下移动。与现有技术相比，本实用新型的超声波振动仪可解决高频超声时，超声波发生器和实验器皿之间间隙变大的问题，确保实验器皿始终与超声波发生器贴合。

Description

一种超声波振动仪

技术领域

本实用新型涉及实验器材技术领域，具体涉及一种超声波振动仪。

背景技术

如试管等的实验器皿是化学、医药、和生物等领域常用的实验器材，用于物料的混合、裂解反应等。现有的实验室常使用超声波振动仪进行混合、实验器皿清洗、或者裂解细胞等。超声波振动仪是利用超声波的高频声波产生振荡，可对溶液进行搅拌、清洗器皿或者裂解细胞。超声波振动仪包括一个超声波发生器和一个实验器皿夹持部件，超声波发生器与实验器皿底部接触，通过超声波发生器的高频振动对实验器皿内的物料进行振荡，实现混合或裂解之目的。

但是，操作人员在实际使用过程中发现，启动超声波振动仪后，初期的振荡效果较好，但时间越往后振荡效果越差，甚至出现实验器皿不振荡的情况。经分析，该问题主要是因为实验器皿在振荡过程中会发生微小的位移，即和超声波发生器之间出现缝隙，从而影响振荡以及细胞裂解效果。因此，本实用新型的目的在于寻求一种可以保证超声波发生器和实验器皿能够持续接触的超声波振动仪。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可以保证超声波发生器和实验器皿能够持续接触的超声波振动仪。

为了实现本实用新型之目的，本申请提供以下技术方案。

在第一方面中，本申请提供一种超声波振动仪，所述超声波振动仪包括实验器皿固定架，所述实验器皿固定架用于固定待超声振动的实验器皿，所述超声波振动仪包括设置在超声波发生器外壳内部的超声波发生器，所述超声波发生器的顶部直接接触实验器皿的底端，所述超声波发生器的底部设有升降机构，所述升降机构构造成使超声波发生器在竖直方向上上下移动。

在第一方面的一种实施方式中，所述超声波发生器包括超声振子。

在第一方面的一种实施方式中，所述升降机构包括上导向块、下导向块、丝杆和驱动电机，其中：所述上导向块的顶部固定在超声波发生器外壳的底部；所述上导向块和下导向块之间设有相互契合的楔形面；所述下导向块的底部设有丝杆螺母，所述丝杆螺母滑动连接在所述丝杆上；所述驱动电机和丝杆的一端连接，并用于驱动丝杆的转动。

在第一方面的一种实施方式中，所述升降机构还包括限位器，所述限位器用于阻止上导向块或者超声波发生器外壳在水平方向上的移动。

在第一方面的一种实施方式中，所述超声波振动仪还包括控制器和设置在所述超声波发生器的顶端的压力传感器，所述控制器与压力传感器及驱动电机连接且用于基于压力传感器的信号控制驱动电机的运行。

在第一方面的一种实施方式中，所述控制器为单片机。

在第一方面的一种实施方式中，所述丝杆的一端通过转动齿和从动齿与驱动电机连接，其中，所述转动齿与驱动电机固定连接，所述从动齿与丝杆的一端固定连接。

在第一方面的一种实施方式中，所述丝杆通过至少两个丝杆固定座固定；且靠近驱动电机的丝杆固定座以及从动齿之间设有弹性部件，所述弹性部件套设在丝杆外周。

在第一方面的一种实施方式中，所述弹性部件为弹簧。

在第一方面的一种实施方式中，所述实验器皿固定架包括固定底板、竖向的支撑轴、固定顶板、实验器皿固定架底座和实验器皿夹持部件，其中：所述固定底板和固定顶板分别固定在支撑轴的底端和顶端，且均呈水平布置；所述实验器皿固定架底座固定设置在固定顶板上，且所述实验器皿固定架底座底部设有通孔，所述超声波发生器的顶端穿过所述通孔与实验器皿的底部抵接；所述实验器皿夹持部件固定在实验器皿固定架底座上，所述实验器皿夹持部件用于夹持实验器皿的中部。

在第一方面的一种实施方式中，所述实验器皿夹持部件包括对称设置的两块夹板以及两块固定块，所述夹板的中部设有V字形缺口，所述固定块与实验器皿固定架底座固定，每块所述夹板的两端均通过弹簧与固定块连接。

在第一方面的一种实施方式中，所述实验器皿固定架底座中位于通孔的上部设有呈倒锥形的支撑部件，工作时，所述实验器皿侧壁的底部贴合插设在所述支撑部件中。

在第一方面的一种实施方式中，所述实验器皿固定架还包括一个可开闭的保护罩。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

(1)通过升降机构保证超声波发生器始终能和实验器皿的底部抵接，保证超声振荡的效果；

(2)通过压力传感器和控制器，实现升降机构的自动化开闭，调节更方便；

(3)在丝杆固定座和从动轮之间设置弹簧，可以避免上滑块位置移动过高,也可以防止电机堵转；

(4)实验器皿夹持部件的开口大小可调节，适用于不同规格型号的实验器皿。

附图说明

图1为本实用新型超声波振动仪的立体结构示意图；

图2为本实用新型超声波振动仪的左视图；

图3为图2中A-A剖面结构示意图；

图4为图2中B-B剖面结构示意图。

在附图中，1为实验器皿固定架，11为固定底板，12为支撑轴，13为固定顶板，14为实验器皿固定架底座，141为通孔，142为支撑部件，15为实验器皿夹持部件，151为夹板，152为固定块，153为V字形缺口，154为弹簧，16为保护罩，2为超声波发生器，3为实验器皿，4为升降机构，41为上导向块，42为下导向块，43为丝杆，431为丝杆固定座，44为驱动电机，451为转动齿，452为从动齿，46为弹性部件，5为压力传感器，6为超声波发生器外壳，47为限位器。

具体实施方式

除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中列举的所有的从最低值到最高值之间的数值，是指当最低值和最高值之间相差两个单位以上时，最低值与最高值之间以一个单位为增量得到的所有数值。

以下将结合附图描述本实用新型的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以对本实用新型的实施方式进行修改和替换，所得实施方式也在本实用新型的保护范围之内。

传统的超声波振动仪随着振荡的进行，实验器皿底部与超声波发生器之间会逐渐产生缝隙，从而影响超声振荡的效果。本申请之目的在于提供一种可以保证超声波发生器和实验器皿能够持续接触的超声波振动仪。

在一种具体实施方式中，本申请提供一种超声波振动仪，所述超声波振动仪包括实验器皿固定架，所述实验器皿固定架用于固定待超声振动的实验器皿，所述超声波振动仪包括设置在超声波发生器外壳内部的超声波发生器，所述超声波发生器的顶部直接接触实验器皿的底端，所述超声波发生器的底部设有升降机构，所述升降机构构造成使超声波发生器在竖直方向上上下移动。当实验器皿在高频振荡作用下向上位移一段距离，所述升降机构可将超声波发生器向上抬起，从而保证超声波发生器能与实验器皿底部抵接，从而提升超声振荡的效果。

在一种具体实施方式中，所述升降机构包括上导向块、下导向块、丝杆和驱动电机，其中，所述上导向块的顶部固定在超声波发生器外壳的底部；所述上导向块和下导向块之间设有相互契合的楔形面；所述下导向块的底部设有丝杆螺母，所述丝杆螺母滑动连接在所述丝杆上；所述驱动电机和丝杆的一端连接，并用于驱动丝杆的转动。当驱动电机转动，会带动丝杆转动，从而促使丝杆螺母沿着丝杆的轴向进行移动。由于丝杆螺母与下导向块固定，因此下导向块会沿着丝杆的轴向进行移动，即在水平方向上移动。由于上导向块和下导向块之间楔形面的存在，下导向块的水平移动可以转化为上导向块的竖直移动，从而实现超声波发生器的升降，且驱动电机的正向转动和反向转动分别对应超声波发生器的上升和下降。

在第一方面的一种实施方式中，所述升降机构还包括限位器，所述限位器用于阻止上导向块或者超声波发生器外壳在水平方向上的移动。

在一种具体实施方式中，所述超声波振动仪还包括控制器和设置在所述超声波发生器的顶端的压力传感器，所述控制器与压力传感器及驱动电机连接且用于基于压力传感器的信号控制驱动电机的运行。在正常工作时，超声波发生器和实验器皿底部抵接并有一定的压力，相关试验表明，当压力在5N时，振荡效果佳；但当压力大于5N时，容易对实验器皿底部产生破坏。因此，本实用新型通过设置压力传感器可以监控超声波发生器与实验器皿底部之间的压力并将信号传递给控制器，当压力太小时，控制器控制驱动电机转动，促使超声波发生器上升，增大超声波发生器和实验器皿底部之间的压力，保证振荡效果。通过压力传感器和控制器，实现升降机构的自动化开闭，调节更方便。本文所述的压力传感器可为本领域各种型号的压力传感器。

在一种具体实施方式中，所述丝杆的一端通过转动齿和从动齿与驱动电机连接，其中，所述转动齿与驱动电机固定连接，所述从动齿与丝杆的一端固定连接。转动齿和从动齿之间的接触面为D形截面，且转动齿和从动齿均为耐磨材质，两者之间能实现不断的啮合和打滑。

在一种具体实施方式中，所述丝杆通过至少两个丝杆固定座固定；且靠近驱动电机的丝杆固定座以及从动齿之间设有弹性部件，所述弹性部件套设在丝杆外周。当超声波发生器和实验器皿底部抵接后，随着驱动电机的继续转动，超声波发生器和实验器皿底部的压力会逐渐增大，正常情况下，压力传感器会将信号传递给控制器，由控制器控制驱动电机的停止工作。但若发生故障时，驱动电机持续转动，超声波发生器和实验器皿底部的压力持续增大，由于力是相对的，因此超声波发生器对上导向块的作用力持续增大，上导向块对下导向块的作用力持续增大，丝杆螺母对丝杆的作用力持续增大，从动齿对转动齿的作用力持续增大，从而使得从动齿和转动齿之间打滑，释放作用力，从而避免超声波发生器挤破实验器皿底部。

在一种具体实施方式中，所述实验器皿固定架包括固定底板、竖向的支撑轴、固定顶板、实验器皿固定架底座和实验器皿夹持部件，其中：所述固定底板和固定顶板分别固定在支撑轴的底端和顶端，且均呈水平布置；所述实验器皿固定架底座固定设置在固定顶板上，且所述实验器皿固定架底座底部设有通孔，所述超声波发生器的顶端穿过所述通孔与实验器皿的底部抵接；所述实验器皿夹持部件固定在实验器皿固定架底座上，所述实验器皿夹持部件用于夹持实验器皿的中部。

在一种具体实施方式中，所述实验器皿夹持部件包括对称设置的两块夹板以及两块固定块，所述夹板的中部设有V字形缺口，所述固定块与实验器皿固定架底座固定，每块所述夹板的两端均通过弹簧与固定块连接。工作时，实验器皿被两个V字形缺口的四条边夹持，保证其始终处于竖直状态。而且，通过弹簧将夹板和固定块连接在一起，使得两块夹板之间的距离可调，从而适用于不同规格的实验器皿，且弹簧的弹力可使得夹板对实验器皿的夹持力较大。

在一种具体实施方式中，所述实验器皿固定架底座中位于通孔的上部设有呈倒锥形的支撑部件，工作时，所述实验器皿侧壁的底部贴合插设在所述支撑部件中，该设置可以保证实验器皿的稳定。

在一种具体实施方式中，所述实验器皿固定架还包括一个可开闭的保护罩。设置保护罩，保证实验器皿在振荡过程中处于密闭的环境。

实施例

下面将结合附图对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

本实施例涉及一种超声波振动仪，其结构如图1～4所示，包括实验器皿固定架1和超声波发生器2。在本实施例中，实验器皿3为试管。在本实施例中，超声波发生器为超声振子。实验器皿3固定在实验器皿固定架1中，超声波发生器2设置在超声波发生器外壳6内部，且超声波发生器2的顶部抵接在实验器皿3的底端，超声波发生器外壳6的底部设有升降机构4。在本实施例所示的实施方式中，升降机构4包括上导向块41、下导向块42、丝杆43、驱动电机44和限位器47，其中：上导向块41的顶部固定设置在超声波发生器外壳6的底部；上导向块41和下导向块42之间设有相互契合的楔形面；下导向块42的底部设有丝杆螺母421，丝杆螺母421滑动连接在丝杆43上；驱动电机44和丝杆43的一端连接，并用于驱动丝杆43的转动。丝杆43的转动，促使丝杆螺母421和下导向块42沿着丝杆43的轴线方向进行移动，从而使得上导向块41上升或下降，将超声波发生器外壳6以及其内部的超声波发生器2向上抬起，与实验器皿3底部抵触并具有一定的压力。

超声波发生器2的顶端设有压力传感器5，超声波振动仪包括单片机，单片机与压力传感器5及驱动电机44连接，且用于基于压力传感器5的信号控制驱动电机44的正转、反转及停止转动。

丝杆43的一端通过转动齿451和从动齿452与驱动电机44连接，其中，转动齿451与驱动电机44固定连接，从动齿452与丝杆43的一端固定连接。

丝杆43的另一端以及中部通过丝杆固定座431固定，并在固定处设置轴承；位于丝杆43中部的丝杆固定座431以及从动齿452之间设有弹性部件46，弹性部件46套设在丝杆43外周，在本实施例中，弹性部件46为弹簧。

实验器皿固定架1包括固定底板11、竖向的支撑轴12、固定顶板13、实验器皿固定架底座14、实验器皿夹持部件15和保护罩16，其中：固定底板11和固定顶板13分别固定在支撑轴12的底端和顶端，且均呈水平布置；升降机构4固定安装在固定底板11的上表面，实验器皿固定架底座14固定设置在固定顶板13上，且实验器皿固定架底座14底部设有通孔141，超声波发生器2的顶端穿过通孔141与实验器皿3的底部抵接。实验器皿夹持部件15固定在实验器皿固定架底座14上，用于夹持实验器皿3的中部。实验器皿固定架底座14中位于通孔141的上部设有呈倒锥形的支撑部件142，工作时，实验器皿3侧壁的底部贴合插设在支撑部件142中。

其中，实验器皿夹持部件15包括对称设置的两块夹板151以及两块固定块152，夹板151的中部设有V字形缺口153，固定块152与实验器皿固定架底座14固定，每块夹板151的两端均通过弹簧154与固定块152连接。

上述对实施例的描述是为了便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本申请。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必付出创造性的劳动。因此，本申请不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本申请披露的内容，在不脱离本申请范围和精神的情况下做出的改进和修改都本申请的范围之内。

Claims (10)

1.一种超声波振动仪，所述超声波振动仪包括实验器皿固定架(1)，所述实验器皿固定架(1)用于固定待超声振动的实验器皿(3)，所述超声波振动仪包括设置在超声波发生器外壳(6)内部的超声波发生器(2)，所述超声波发生器(2)的顶部直接接触实验器皿(3)的底端，其特征在于，所述超声波发生器(2)的底部设有升降机构(4)，所述升降机构(4)构造成使超声波发生器(2)在竖直方向上上下移动。

2.如权利要求1所述的超声波振动仪，其特征在于，所述升降机构(4)包括上导向块(41)、下导向块(42)、丝杆(43)和驱动电机(44)；

其中，所述上导向块(41)的顶部固定在超声波发生器外壳(6)的底部；

其中，所述上导向块(41)和下导向块(42)之间设有相互契合的楔形面；

其中，所述下导向块(42)的底部设有丝杆螺母(421)，所述丝杆螺母(421)滑动连接在所述丝杆(43)上；

其中，所述驱动电机(44)和丝杆(43)的一端连接，并用于驱动丝杆(43)的转动。

3.如权利要求2所述的超声波振动仪，其特征在于，所述超声波振动仪还包括控制器和设置在所述超声波发生器(2)的顶端的压力传感器(5)，所述控制器与压力传感器(5)及驱动电机(44)连接且用于基于压力传感器(5)的信号控制驱动电机(44)的运行。

4.如权利要求2所述的超声波振动仪，其特征在于，所述丝杆(43)的一端通过转动齿(451)和从动齿(452)与驱动电机(44)连接，其中，所述转动齿(451)与驱动电机(44)固定连接，所述从动齿(452)与丝杆(43)的一端固定连接。

5.如权利要求4所述的超声波振动仪，其特征在于，所述丝杆(43)通过至少两个丝杆固定座(431)固定；且靠近驱动电机(44)的丝杆固定座(431)以及从动齿(452)之间设有弹性部件(46)，所述弹性部件(46)套设在丝杆(43)外周。

6.如权利要求2所述的超声波振动仪，其特征在于，所述实验器皿固定架(1)包括固定底板(11)、竖向的支撑轴(12)、固定顶板(13)、实验器皿固定架底座(14)和实验器皿夹持部件(15)，其中：

所述固定底板(11)和固定顶板(13)分别固定在支撑轴(12)的底端和顶端，且均呈水平布置；

所述实验器皿固定架底座(14)固定设置在固定顶板(13)上，且所述实验器皿固定架底座(14)底部设有通孔(141)，所述超声波发生器(2)的顶端穿过所述通孔与实验器皿(3)的底部抵接；

所述实验器皿夹持部件(15)固定在实验器皿固定架底座(14)上，所述实验器皿夹持部件(15)用于夹持实验器皿(3)的中部。

7.如权利要求6所述的超声波振动仪，其特征在于，所述实验器皿夹持部件(15)包括对称设置的两块夹板(151)以及两块固定块(152)，所述夹板的中部设有V字形缺口(153)，所述固定块(152)与实验器皿固定架底座(14)固定，每块所述夹板(151)的两端均通过弹簧(154)与固定块(152)连接。

8.如权利要求6所述的超声波振动仪，其特征在于，所述实验器皿固定架底座(14)中位于通孔(141)的上部设有呈倒锥形的支撑部件(142)，工作时，所述实验器皿(3)侧壁的底部贴合插设在所述支撑部件(142)中。

9.如权利要求6所述的超声波振动仪，其特征在于，所述实验器皿固定架(1)还包括一个可开闭的保护罩(16)。

10.如权利要求2所述的超声波振动仪，其特征在于，所述升降机构(4)还包括限位器(47)，所述限位器(47)用于阻止上导向块(41)或者超声波发生器外壳(6)在水平方向上的移动。

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