CN220323118U - 一种太赫兹超材料集成微流控传感器的自动注液机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于超材料注液设备技术领域，公开了一种太赫兹超材料集成微流控传感器的自动注液机，机体顶部密封有顶盖，顶盖上设置有清洗结构，清洗结构包括清洗剂储罐和两个连接杆，顶盖的内部设置有加液结构，加液结构包括双通管道与流量传感器、增压器、电子阀门、出液管等，双通管道位于顶盖的底部，上端与两个储液罐相连，并在管道中设有电子阀门与流量传感器、增压器，双通管道下端连接出液管，出液管道设有手动阀门。本实用新型对超材料传感器进行定量定速的注液，能够有效对输入管件与加液结构内部进行冲洗，改变了传统手动清洁方式，使得在对加液结构和超材料传感器清洁消毒时更加方便、更加轻松。

Description

一种太赫兹超材料集成微流控传感器的自动注液机

技术领域

本实用新型属于超材料注液设备技术领域，尤其涉及一种太赫兹超材料集成微流控传感器的自动注液机。

背景技术

目前，主要运用太赫兹时域光谱技术对生物样品进行识别检测，大部分生物小分子都可以在THz频段找到相应的特征峰，从而进行鉴别；然而脱氧核糖核酸(DNA)、蛋白质等生物大分子的特征峰很难在太赫兹光谱中找到，这可能与吸收峰的带宽太窄有关。在现实的应用中，通常需要检测微量的分析物，这就需要更高的灵敏度和检测的准确度。但是对于现存的检测方法来说，受到太赫兹波强度检测的可靠性不高的影响，想要提高灵敏度比较难。因此很多学者把目光投到了基于电磁谐振原理的平面超材料器件上面。超材料传感器可以对微量分析物进行检测，也越来越受到社会各界学者的重视。

因此有必要提供一种太赫兹超材料集成微流控传感器的自动注液机解决上述技术问题。

传统的超材料吸收器集成微流控的太赫兹传感器注液一般需要有流体驱动系统、过程监测及控制系统、加液机构等部分组成。在使用时，通过加液机构向超材料传感器中添加待测样品，进行检测后，为了保证加液机构内部的干净卫生和再次使用，均需要对其内部进行清洁清洗处理

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

传统过程中超材料传感器的注液与清洁系统较为复杂，每次使用前后需要重新搭建和拆分系统，操作起来比较麻烦，且实现更高注液环境要求的也较为艰难，并且仅依靠清洁剂流动清洗方式，对于注液系统整体的清理效果也不够理想。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种太赫兹超材料集成微流控传感器的自动注液机。

本实用新型是这样实现的，一种太赫兹超材料集成微流控传感器的自动注液机设置有：

机体和用于对所述机体顶部密封的顶盖；

所述顶盖上设置有液体储存结构与加液结构，所述液体储存结构包括用于存储清洗剂的清洗剂储罐和用于储存待测液的待测液储罐。所述液体储存结构下端与加液结构中所述双通管道相连；

所述顶盖的内部设置有加液结构，所述加液结构包括双通管道与流量传感器、增压器、电子阀门、出液管等，所述双通管道位于顶盖的底部，上端与两个储液罐相连，并在管道中设有所述电子阀门与流量传感器、增压器，所述双通管道下端连接所述出液管，所述出液管道设有手动阀门。

进一步，所述清洗剂储罐的底部连接有双通管道，双通管道上设置有增压器，双通管道的两端分别与顶盖顶部的两侧连接，连接杆的外部滑动连接有密封盖，连接杆的外部且位于密封盖的顶部设置有弹性件。

进一步，所述顶盖顶部的两侧分别开设有安装槽，双通管道底部的两端分别与两个安装槽内部连通，两个安装槽内均安装有一个溶液瓶，所述溶液瓶的顶部与密封盖的底部紧密贴合。

进一步，所述输入管件两端分别延伸至两个安装槽内，所述溶液瓶的开口与输入管件的一端连接。

进一步，所述机体外部的一侧设置有用于带动所述顶盖转动以及在竖直方向移动的带动结构，所述带动结构包括连接座、电动伸缩杆和驱动电机，所述连接座固定安装于所述机体外部的一侧，所述连接座的内部设置有驱动电机，驱动电机的输出端安装有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的伸缩端与所述顶盖底部的一侧固定安装。

进一步，所述机体的内部设置有传感器夹具持结构，所述传感器夹具持结构包括底座、传感器夹具、超声探头，所述底座位于机体内部，所述传感器夹具上设置有超声波探头，所述超声波探头位于底座中。

进一步，所述机体内部设置有温度监测机构，所述温度监测机构包括温度传感器、制冷片、加热器和散热装置；

所述温度传感器、制冷片、加热器、散热装置位于机体内部，所述温度传感器安装于加液结构侧面，所述制冷片安装于传感器夹具持结构下方，所述加热器安装于机体内部侧面，所述散热装置安装于机体侧面，外侧与机体外界空气接触。

进一步，所述机体内部设置有废液收集结构，所述废液收集结构包括导流管以及废液池，所述导流管置于传感器夹具持机构下方，所述导流管另一端连接至废液池。

进一步，所述机体通过可旋转角度为90度的伸缩杆与顶盖相连接。

结合上述的技术方案和解决的技术问题，本实用新型所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：

第一，针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本实用新型的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本实用新型技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：

本实用新型通过在顶盖中设置加液结构，可以对超材料传感器进行定量定速的注液，同时通过设置温度传感器、加热片、制冷片、散热装置，可保持所需加液环境，同时通过设置增压器，可对另一储液仓中的清洗剂进行增压处理，使其流出时具有较大压力，能够有效对输入管件与自动加液结构内部进行冲洗，并在传感器支架内部安装超声探头，使传感器内部得到更好的清洁效果。另外，通过设置电子阀门与流量流速传感器，在正常使用时，可对输出液体流量流速进行调节。并且在使用时使其能够与顶盖顶部保持稳定连接，而在清洁清洗结束后，电子阀门关闭，防止液体渗出。

通过在顶盖的内部设置清洗结构，主要用于对使用过后的加液结构内部进行自动清洁消毒处理，通过设置清洁剂储罐、双通管道，可实现自动向加液结构内部导入消毒液，同时通过设置增压器，可对清洁剂进行增压处理，使其流出时具备较大的压力，能够有效的对双通管道以及出液管内部进行冲洗，保证对其内部清洁到位，并且通过控制超声探头，从出液管对传感器槽与超材料传感器进行清洁，改变了传统手动清洁方式，使得在对加液结构和超材料传感器清洁消毒时更加方便、更加轻松。

第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本实用新型所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：

本实用新型具有自动加液、自动清洗以及温度控制的功能。在使用时，通过加液机构向超材料传感器中添加待测样品，进行检测后，对加液机构内部以及超材料传感器进行清洗清洁。因此本实用新型将注液与清洗过程集成，并且在注液过程中做到了温度等环境要求可控，实现超材料吸收器集成微流控的太赫兹传感器自动注液及清洗功能一体化。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的具有自动注液及清洗功能的超材料吸收器集成微流控的太赫兹传感器注液机的结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的顶盖和带动结构外部的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的顶盖内部的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的机体内部的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的传感器夹具持结构的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的机体结构右视图；

图中：1、机体；11、散热装置；12、驱动电机；13、控制屏；14、门；2、顶盖；21、加热器；3、液体储存结构； 31、清洗剂储罐；32、待测液储罐；4、加液结构； 41、双通管道；42、流量流速传感器；43、增压器；44、电子阀门；45、电子阀门；46、出液管；47、手动阀门；5、带动结构；51、驱动电机；52、连接座；53、电动伸缩杆；6、传感器夹具持结构；61、传感器槽；62、排液管；63、温度传感器；64、制冷片；65、超声探头；66、废液池。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型实施例提供的太赫兹超材料集成微流控传感器的自动注液机包括：机体1、顶盖2、液体储存结构3、加液结构4、带动结构5、传感器夹具持结构6。

如图4和图5所示，本实用新型实施例中的机体1包括用于控制温度的散热装置11与驱动电机12并且外壁上安装有能总体操控的控制屏13；用于对所述机体1顶部密封的顶盖2；

如图3所示，本实用新型实施例中的液体储存结构3设置于所述顶盖2上，所述液体储存结构3包括用于存储清洗剂的清洗剂储罐31与存储待测液体的待测液体储罐32，所述清洗剂储罐31与待测液储罐32的底部连接有双通管道41；

如图6所示，本实用新型实施例中的加液结构4设置于所述顶盖2内部，所述加液结构4包括双通管道41，所述双通管道41与顶盖2上方清洗剂储罐31、待测液储罐32相连接。且所述清洁剂储罐31下方所连双通管道33设有增压器43、电子阀门44、流量流速传感器42及电子阀门45，并在所述双通管道41输出口设有手动阀门47，在输液结束后确保溶液截流。

如图2所示，本实用新型实施例中的带动结构5设于所述顶盖2顶部的一侧，连接座51主要为驱动电机52提供支撑，驱动电机52和电动伸缩杆53均外接有电源，通过机体1外部的控制面板控制其运行，通过电动伸缩杆53伸缩，可带动顶盖2在竖直方向移动，实现顶盖2与机体1顶部的开启与闭合，通过该带动结构5主要实现顶盖2与机体1的自动开启与闭合操作，在使用时更加方便、更加轻松。

液体储存结构3主要用于对加液结构4内部进行自动清洁处理，清洁剂储罐31内部保存的为清洁液，其底部通过双通管道33与顶盖2顶部固定安装，而双通管道33设置有电子阀门33、及电子阀门45，用于控制两个支管流量，而双通管道33两个支管的底端连通，液体进入到加液结构管道内部，增压器32通过安装在双通管道33的外部，用于增加清洁剂的压力，使得清洁剂流出时的压力变大，进而更好的对加液结构4内部进行冲洗；

所述顶盖2的内部设置有加液结构4，所述加液结构4包括待测液储罐41，所述待测液储罐41的底部且位于所述顶盖2的底部连接双通管道33，所述双通管道33的中间加有流量流速传感器42，所述双通管道33的另一端连接至出液管43对准传感器间隙，可向内注液，所述出液管43的末端设有手动阀门44，注液结束后确保液体不泄漏。

当注液机在使用时，所述电动伸缩杆53处于缩短状态，所述顶盖2紧密卡接在所述机体1的顶部。所述驱动电机52带动所述电动伸缩杆53，所述传感器夹具具上设置有用于对试管固定组件、用于对细胞液吸取组件以及用于对消毒液回收组件。

本实用新型的工作原理是：

本实用新型在使用时，将待注液的超材料传感器放置在传感器槽71中固定，之后启动带动结构6，使得顶盖2与机体1顶部闭合，通过控制加液结构4，将待测液储罐32中的细胞液导出，经过双通管道41，通过流量流速传感器控制电子阀门45与电子阀门47，控制液体输出量，将其输送至超材料传感器中，之后通过温度传感器62检测与所设温度的差距，过热时通过制冷片64进行降温，并通过散热装置11排出制冷片散发的热量；过冷时，通过加热器21对传感器和液体进行加热，以保持传感器所需温度。

在注液完成之后，传感器取出，需要对加液结构4内部清洁消毒时，通过启动清洁结构3，使得双通管道41上的电子阀门44开启，使其内部的清洁剂经过输液管道，清洁液体先被增压器43增压，之后具备高压的消毒剂流入双通管道41内部，然后进入到的出液管46中，最终排出至传感器槽61内部，由传感器槽61底部排液管72将其导出，利用高压的清洁剂产生的冲击力，可对双通管道41、出液管46、传感器槽61内部进行有效的冲洗和清洁处理；传感器使用完成后，对传感器进行清洁时，将传感器放至传感器槽内开启清洁结构3，消毒剂通过双通管道流至出液管46后，进入超材料传感器中，从超材料传感器内溢出后流入传感器槽61内，通过底部排液管62将废液导出至废液池66。

为了证明本实用新型的技术方案的创造性和技术价值，该部分是对权利要求技术方案进行具体产品上或相关技术上的应用实施例。

相关技术中，超材料吸收器集成微流控的太赫兹传感器从下至上由基底、金属反射层、微流通道、金属谐振结构阵列、盖层五层结构构成。使用时，在微流通道中注入待测样品，通过太赫兹时域光谱系统得到对应的吸收谱和折射率。通过使用本结构可以实现对超材料吸收器集成微流控的太赫兹传感器的样品注液与清洗。

传统的超材料吸收器集成微流控的太赫兹传感器注液一般需要有流体驱动系统、过程监测及控制系统、加液机构等部分组成。在使用时，通过加液机构向超材料传感器中添加待测样品，进行检测后，为了保证再次使用前加液机构内部无样品残留，需要对其内部进行清洗清洁处理。但传统操作中超材料传感器的注液与清洁的操作较为复杂。并每次使用前需要重新搭建注液系统，且实现更高注液环境要求所需不同环境都需要重新设计与搭建，流程也较为繁琐，并且仅依靠清洁剂流动清洗方式，对于注液系统整体的清理效果也不够理想。因此本实用新型将注液与清洗过程集成，并且在注液过程中做到温度等环境要求可控，实现超材料吸收器集成微流控的太赫兹传感器自动注液及清洗功能一体化。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太赫兹超材料集成微流控传感器的自动注液机，其特征在于，所述太赫兹超材料集成微流控传感器的自动注液机设置有：

机体和用于对所述机体顶部密封的顶盖；

所述顶盖上设置有清洗结构，所述清洗结构包括用于存储清洗剂的清洗剂储罐和两个连接杆，所述清洗剂储罐设置于所述顶盖的顶部，两个连接杆分别固定安装于顶盖顶部的两侧；

所述顶盖的内部设置有加液结构，所述加液结构包括双通管道与流量传感器、增压器、电子阀门、出液管，所述双通管道位于顶盖的底部，上端与两个储液罐相连，并在管道中设有所述电子阀门与流量传感器、增压器，所述双通管道下端连接所述出液管，所述出液管道设有手动阀门。

2.如权利要求1所述的太赫兹超材料集成微流控传感器的自动注液机，其特征在于，所述清洗剂储罐的底部连接有双通管道，双通管道上设置有增压器，双通管道的两端分别与顶盖顶部的两侧连接。

3.如权利要求2所述的太赫兹超材料集成微流控传感器的自动注液机，其特征在于，所述连接杆的外部滑动连接有密封盖，连接杆的外部且位于密封盖的顶部设置有弹性件。

4.如权利要求3所述的太赫兹超材料集成微流控传感器的自动注液机，其特征在于，所述顶盖顶部的两侧分别开设有安装槽，双通管道底部的两端分别与两个安装槽内部连通，两个安装槽内均安装有一个溶液瓶，所述溶液瓶的顶部与密封盖的底部紧密贴合。

5.如权利要求4所述的太赫兹超材料集成微流控传感器的自动注液机，其特征在于，输入管件两端分别延伸至两个安装槽内，所述溶液瓶的开口与输入管件的一端连接。

6.如权利要求1所述的太赫兹超材料集成微流控传感器的自动注液机，其特征在于，所述机体外部的一侧设置有用于带动所述顶盖转动以及在竖直方向移动的带动结构，所述带动结构包括连接座、电动伸缩杆和驱动电机，所述连接座固定安装于所述机体外部的一侧，所述连接座的内部设置有驱动电机，驱动电机的输出端安装有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的伸缩端与所述顶盖底部的一侧固定安装。

7.如权利要求1所述的太赫兹超材料集成微流控传感器的自动注液机，其特征在于，所述机体的内部设置有传感器夹具持结构，所述传感器夹具持结构包括底座、传感器夹具、超声探头，所述底座位于机体内部，所述传感器夹具上设置有注液对准组件，所述超声探头位于底座中。

8.如权利要求7所述的太赫兹超材料集成微流控传感器的自动注液机，其特征在于，所述机体内部设置有温度监测机构，所述温度监测机构包括温度传感器、制冷片、加热器和散热装置；

所述温度传感器、制冷片、加热器、散热装置位于机体内部，所述温度传感器安装于加液结构侧面，所述制冷片安装于传感器夹具持结构下方，所述加热器安装于机体内部侧面，所述散热装置安装于机体侧面，外侧与机体外界空气接触。

9.如权利要求7所述的太赫兹超材料集成微流控传感器的自动注液机，其特征在于，所述机体内部设置有废液收集结构，所述废液收集结构包括导流管以及废液池，所述导流管置于传感器夹具持机构下方，所述导流管另一端连接至废液池。

10.如权利要求1所述的太赫兹超材料集成微流控传感器的自动注液机，其特征在于，所述机体通过可旋转角度为90度的伸缩杆与顶盖相连接。