CN2636226Y

CN2636226Y - 超微质量及超微载荷变化量检测装置

Info

Publication number: CN2636226Y
Application number: CNU032478437U
Authority: CN
Inventors: 傅惠南
Original assignee: Guangdong University of Technology
Current assignee: Guangdong University of Technology
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2004-08-25
Anticipated expiration: 2013-06-30

Abstract

本实用新型涉及一种检测装置，具体说涉及一种超微质量及超微载荷变化量检测装置。包括有机体(1)，原子力显微镜检测装置(27)，弹性测微装置(26)，所述弹性测微装置(26)通过螺杆(2)与机体(1)连接，弹性测微装置(26)与机体(1)之间装有压缩弹簧(3)。本实用新型设计一种装置，该装置一方面能够以扫描探针显微镜超微分辨能力进行微观量的探测，另一方面又适应于通常工程技术领域中微观量的精密检测。检测的物理量经过处理容易适用于对过程的监控、计算、转换。本实用新型将使工程上获得一种十分精密的超微质量和超微载荷变化量的检测手段，采用本实用新型，将使微质量和超微载荷变化量的检测变得相对容易。适用范围广，相对操作条件简化。

Description

超微质量及超微载荷变化量检测装置

1.技术领域：

本实用新型涉及一种检测装置，具体说涉及一种超微质量及超微载荷变化量检测装置。

2.背景技术

众所周知，小质量的检测通常采用精密天平，这是一种利用杆杠平衡原理实现的微小质量检测方法，其精度很大程度上取决于精密机械及装置制作水平；另一方面，变化载荷的检测一般是通过各种测力仪，这些测力仪大多利用力的效应即通过载荷作用下物体产生的各种物理效应来测得力的大小和变化，如各种应变测力仪、压电晶体测力仪等。这类装置在科学实验与工程应用中都有其广泛应用，但当被检测的量充分小时，即在微观技术领域检测物质质量或质量变化，应用这些装置可能存在一些困难。原因有可能是检测方法在检测精度或检测灵敏程度上不足引起，也可能是由于这类装置难于适应小尺度物理量检测环境，或者对操作环境条件有苛刻的要求所致。例如纳米科技及工程应用中经常遇到的微小颗粒质量分辨、基因工程中细胞质量变化检测等问题。

在微观技术领域，扫描探针显微技术(Scanning probe microscopy)为人们提供了超高精度分辨能力，被广泛地用于科学实验。扫描探针显微镜是基于探针对试样表面的检测，当探针充分尖、探针与试样表面间距充分小时，探针能够检测表面纳米甚至原子分子量级的几何尺度变化，能够检测原子间相互作用力以及其他微观物理量及相应变化。微机械加工制造技术的发展，也为扫描探针显微技术的应用提供更为便利的条件。但扫描探针显微镜通常只是利用探针针尖对局域点进行操作检测，这些点远远小于常规操作尺度，重复操作性和可控制性不好，与表面微观状态相关，实时操作困难，导致许多工程技术领域应用不便，因而目前这种超微检测方法用于科学实验多于工程技术领域。

3.发明内容：

针对上述问题，本实用新型设计一种装置，目的之一是使该装置一方面在原理上能够以扫描探针显微镜超微分辨能力进行微观量的探测，另一方面又适应于通常工程技术领域中微观量的精密检测。检测的物理量经过处理容易适用于对过程的监控、计算、转换。

本实用新型的另一个目的，是使常规小物体能够直接乘放于检测仪器上，适当调整参数该装置可以在一定量程上对不同大小的微载荷进行检测。

本实用新型还有一个目的是对微小载荷的动态变化可以检测。

本实用新型的结构示意图如附图所示，包括有机体(1)，原子力显微镜检测装置(27)，弹性测微装置(26)，所述弹性测微装置(26)通过螺杆(2)与机体(1)连接，弹性测微装置(26)与机体(1)之间装有压缩弹簧(3)。

上述弹性测微装置包括片簧下压座(4)、垫片(5)、片簧上压座(6)、标准面工作台(7)、弹簧垫圈(8)、垫片(9)、载荷传递杆(10)、载荷台(11)、载荷乘放装置(12)、检测片簧(13)，其中片簧下压座(4)、垫片(5)、片簧上压座(6)、检测片簧(13)相连接。标准面工作台(7)、弹簧垫圈(8)、垫片(9)、载荷传递杆(10)、载荷台(11)、载荷乘放装置(12)相连接。

上述，原子力显微镜检测装置(27)包括微悬臂探针(15)、探针座(16)、激光(17)、探测头座(18)、反射镜(19)、检测器(20)、压电陶瓷伸缩管(21)、驱动台(22)、电机轴(23)、步进电机(24)、电机垫片(25)，其中电机轴(23)与步进电机(24)相连接，压电陶瓷伸缩管(21)安装在驱动台(22)上，并与电机轴(23)相连接，压电陶瓷伸缩管(21)上安装探测头座(18)，探测头座(18)内分别安装微悬臂探针(15)、探针座(16)、激光(17)、反射镜(19)。

本实用新型将使工程上获得一种十分精密的超微质量和超微载荷变化量检测装置，由于采用了本实用新型，将使微质量和超微载荷变化量的检测变得相对容易，适用范围广，相对操作条件简化，成本不昂贵，对微观物理量的检测以及定量分析控制、对科技产业等有推进作用。

4.附图说明

图1、图2为本实用新型超微质量及超微载荷变化量检测装置的结构示意图。1、机体 2、螺杆 3、压缩弹簧 4、片簧下压座 5、垫片 6、片簧上压座 7、标准面工作台 8、弹簧垫圈 9、垫片 10、载荷传递杆 11、载荷台 12、载荷乘放装置 13、检测片簧 14、载荷15、微悬臂探针 16、探针座 17、激光 18、探测头座 19、反射镜 20、检测器 21、压电陶瓷伸缩管 22、驱动台 23、电机轴 24步进电机 25、电机垫片 26、弹性测微装置 27、原子力显微镜检测装置

5.具体实施方式

实施例：

本实用新型的结构示意图如附图所示，包括有机体(1)，原子力显微镜检测装置(27)，弹性测微装置(26)，所述弹性测微装置(26)通过螺杆(2)与机体(1)连接。弹性测微装置(26)与机体(1)之间装有压缩弹簧(3)。

上述原子力显微镜检测装置(27)包括微悬臂探针(15)、探针座(16)、激光(17)、探测头座(18)、反射镜(19)、检测器(20)、压电陶瓷伸缩管(21)、驱动台(22)、电机轴(23)、步进电机(24)、电机垫片(25)，其中电机轴(23)与步进电机(24)相连接，压电陶瓷伸缩管(21)安装在驱动台(22)上，并与电机轴(23)相连接，压电陶瓷伸缩管(21)上安装探测头座(18)，探测头座(18)内分别安装微悬臂探针(15)、探针座(16)、激光(17)、反射镜(19)。

为了检验该实用新型装置对超微质量或超微载荷变化量检测敏感程度，实施了如下实验：

物质挥发过程微小质量变化的检测。

过程：在一微小容器中放入0.1ml的丙酮。根据上述检测方法，置入载荷后调整弹性检测装置与原子力显微镜装置的相对位置并启动微调机构，使原子力显微镜处于工作状态。微小容器开口，检测物质随时间挥发的变化过程。结果如图3。

上述结果表明，该实用新型装置对微小的物质变化过程十分敏感，因此适用于超微质量和超微载荷变化量的检测。

Claims

1.一种超微质量及超微载荷变化量检测装置，其特征在于包括机体(1)，原子力显微镜检测装置(27)，弹性测微装置(26)，所述弹性测微装置(26)通过螺杆(2)与机体(1)连接，弹性测微装置(26)与机体(1)之间装有压缩弹簧(3).

2.根据权利要求1所述的一种超微质量及超微载荷变化量检测装置，其特征在于上述弹性测微装置(26)包括片簧下压座(4)、垫片(5)、片簧上压座(6)、标准面工作台(7)、弹簧垫圈(8)、垫片(9)、载荷传递杆(10)、载荷台(11)、载荷乘放装置(12)、检测片簧(13)，其中片簧下压座(4)、垫片(5)、片簧上压座(6)、检测片簧(13)相连接.标准面工作台(7)、弹簧垫圈(8)、垫片(9)、载荷传递杆(10)、载荷台(11)、载荷乘放装置(12)相连接.

3.根据权利要求1所述的一种超微质量及超微载荷变化量检测装置，其特征在于上述原子力显微镜检测装置(27)包括微悬臂探针(15)、探针座(16)、激光(17)、探测头座(18)、反射镜(19)、检测器(20)、压电陶瓷伸缩管(21)、驱动台(22)、电机轴(23)、步进电机(24)、电机垫片(25)，其中电机轴(23)与步进电机(24)相连接，压电陶瓷伸缩管(21)安装在驱动台(22)上，并与电机轴(23)相连接，压电陶瓷伸缩管(21)上安装探测头座(18)，探测头座(18)内分别安装微悬臂探针(15)、探针座(16)、激光(17)、反射镜(19)。