CN218512076U - 一种无接触式液体取样测定转移装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及声辐射力操控用于液体声处理领域，尤其涉及一种无接触式液体取样测定转移装置，所述装置包括：取样超声换能器，用于产生取样声场，将待取样液体从容器弹出；捕获超声换能器，用于产生捕获声场，将弹出的液滴悬浮；操作台，所述取样超声换能器设置在操作台的下面；所述捕获超声换能器设置于取样超声换能器的上面；所述取样超声换能器连接取样超声发生器，所述捕获超声换能器连接捕获超声发生器。该装置可以在不借助取样器的情况下，对液体进行取样、移动和测量，避免了样品、取样器之间的腐蚀及污染。

Description

一种无接触式液体取样测定转移装置

技术领域

本实用新型涉及超声液体处理领域，尤其涉及利用声操控原理无接触式的地对高温、低温、强腐蚀和易被取样装置污染等液体进行取样、转移和测定的装置。

背景技术

在应用中，取样和转移是处理液体样品的常规操作。由于液体性质特殊，例如高温、低温、强腐蚀性、易被取样装置污染等，难以使用接触式的手段对液体进行取样和转移。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种无接触式液体取样测定转移装置，该装置可以在不借助取样器的情况下，对液体进行取样、移动和测量，避免了样品、取样器之间的腐蚀及污染。

为达到上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种无接触式液体取样测定转移装置，所述装置包括：

取样超声换能器，用于产生取样声场，将待取样液体从容器弹出；

捕获超声换能器，用于产生捕获声场，将弹出的液滴悬浮；

操作台，所述取样超声换能器设置在操作台的下面；

所述捕获超声换能器设置于取样超声换能器的上面；所述取样超声换能器连接取样超声发生器，所述捕获超声换能器连接捕获超声发生器。

优选地，所述捕获超声换能器包括对置的第一捕获超声换能器和第二捕获超声换能器。

进一步地，所述装置还包括移动装置，所述移动装置连接捕获超声换能器，该移动装置用于将捕获超声换能器进行移动，进而将所捕获的液滴进行移动。

优选地，所述移动装置为GX80双线轨滚珠丝杆滑台。

一种基于上述装置的无接触式液体取样测定转移方法，所述方法包括以下步骤：

1)将待取样液体置于容器中，容器置于操作台上；

2)操作台下面的取样超声换能器产生取样声场，使容器中的液体以液滴的形式弹出；

3)捕获超声换能器产生捕获声场，利用捕获声场捕获弹出的液滴并将液滴悬浮在捕获声场中；

4)对捕获的液滴进行检测，并移动捕获超声换能器，将所悬浮的液滴进行移动并释放到液滴收集装置中。

本实用新型将待转移或测试的样品放置在该装置内部；装置顶部的捕获超声换能器阵列产生捕获声场；装置底部的取样超声换能器阵列产生取样声场；在取样声场作用下液体样品表面弹射出一定体积的液滴；液滴进入捕获声场被悬浮；通过调节捕获声场实现对液滴的移动和检测；通过调节捕获声场释放液滴。

本实用新型无接触式液体取样测定转移装置的测定：通过改变捕获超声换能器的工况可以改变声场，所捕获的液滴的形态和振动频率也会随之发生改变。测量液滴形态的几何参数和振动频率，再代入相关公式即可得到其粘度、密度等相关参数。

本实用新型无接触式液体取样测定转移装置的转移：通过以下方式可以实现，可以捕获超声换能器不动，通过捕获声场发生改变来使液滴移动，适用于生命科学、材料科学和临床医学等，仅在实验台操作而不需要远距离移动目标的场景；也可以在捕获超声换能器上增加移动装置，移动装置可以是机械臂等领域常规使用的装置，如GX80双线轨滚珠丝杆滑台，通过移动捕获超声换能器，而捕获声场保持不变，使液滴随捕获超声换能器移动，适用于工业生产等需要远距离、批量化移动目标的场景。

本实用新型利用声辐射力对声场中的粒子进行移动、旋转等操控，利用声辐射力操控技术可以实现无接触地拾取、转移和测量液体样品，可广泛应用于生物、医疗、材料等很多领域。

附图说明

图1为无接触式液体取样测定转移装置的结构示意图；

图2为无接触式液体取样测定转移方法流程示意图；

附图标记：1、取样超声换能器；2、第一捕获超声换能器；3、第二捕获超声换能器；4、操作台；5、取样超声发生器；6、捕获超声发生器；7、第一容器；8、第二容器；9、样品；10、取样声场；11、液滴；12、捕获声场。

具体实施方式

下面以附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例1

如图1所示，一种无接触式液体取样测定转移装置，所述装置包括：

取样超声换能器1，用于产生取样声场，将待取样液体从容器弹出；

捕获超声换能器包括对置的第一捕获超声换能器2和第二捕获超声换能器3，用于产生捕获声场，将弹出的液滴悬浮；

操作台4，所述取样超声换能器1设置在操作台4的下面；

所述捕获超声换能器设置于取样超声换能器1的上面；所述取样超声换能器1 连接取样超声发生器5，所述捕获超声换能器连接捕获超声发生器6。所述取样超声发生器和捕获超声发生器均可以采用UGD型超声波发生器，中国科学院声学研究所制造。

本实用新型的取样超声换能器和捕获超声换能器可以采用领域内的常规超声换能器，或者采用中国专利CN216309204U所公开的自感知超声换能器。

如图2所示，一种基于上述装置的无接触式液体取样测定转移方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将样品9放置在装置内部。具体地，将容纳样品9的第一容器7放置在取样超声换能器1顶端，并使第一容器7的底部中心对准取样超声换能器1的中心。

(2)利用装置顶部的捕获超声换能器2和3产生捕获声场12。具体地，连接电源，调节使取样超声换能器处于最佳匹配状态，调节超声发生器的频率调谐及跟踪，使换能器始终工作在谐振状态，保证稳定的输出功率。

(3)利用装置底部的用于取样的超声换能器产生取样声场10。具体地，连接电源，调节使捕获超声换能器处于最佳匹配状态，根据取样液滴的大小，选取最适的工作频率，调节超声发生器的频率调谐及跟踪，使换能器始终工作在谐振状态，保证稳定的输出功率。

(4)利用取样声场10从样品9中的弹射出一定体积的液滴11。

(5)利用捕获声场12将弹射出的液滴11悬浮。

(6)利用捕获声场12对液滴11进行转移和检测。具体地，根据移动和测量液滴的需求，调节用于捕获的超声换能器工作频率、相位和功率，使液滴在声场中运动或改变形态。

(7)利用捕获声场12释放液滴11。具体地，根据移动液滴的方案，调节用于捕获的超声换能器工作频率、相位和功率，使液滴在声场中运动，当液滴11下降至第二容器8内部后，关闭电源释放液滴11。

本实用新型未详细说明的内容均可采用本领域的常规技术知识。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种无接触式液体取样测定转移装置，其特征在于，所述装置包括：

取样超声换能器，用于产生取样声场，将待取样液体从容器弹出；

捕获超声换能器，用于产生捕获声场，将弹出的液滴悬浮；

操作台，所述取样超声换能器设置在操作台的下面；

所述捕获超声换能器设置于取样超声换能器的上面；所述取样超声换能器连接取样超声发生器，所述捕获超声换能器连接捕获超声发生器。

2.根据权利要求1所述的无接触式液体取样测定转移装置，其特征在于，所述捕获超声换能器包括对置的第一捕获超声换能器和第二捕获超声换能器。

3.根据权利要求1所述的无接触式液体取样测定转移装置，其特征在于，所述装置还包括移动装置，所述移动装置连接捕获超声换能器。

4.根据权利要求3所述的无接触式液体取样测定转移装置，其特征在于，所述移动装置为GX80双线轨滚珠丝杆滑台。

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