JP4925819B2 - ミクロキャビティでの少量液体の混合方法と装置 - Google Patents
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Claims (35)
- 音響誘導の流れを用いて少なくとも1つのミクロキャビティ(3、103)内の液体(105)を混合する方法であって、
音響誘導の流れを生成するために、10MHz以上の周波数の少なくとも1つの超音波(104、204)が、圧電結晶上に設けられた少なくとも1つのインターデジタルトランスデューサ(101、201)の支援で、音の伝播の方向に沿って前記超音波の波長の1/4よりも大きい寸法の固体層(115)を介して、前記少なくとも1つのミクロキャビティ(3、103)に送信され、
前記少なくとも1つのインターデジタルトランスデューサ(101)の横方向の範囲は、前記ミクロキャビティ(3、103)の横方向の寸法よりも小さい、方法。 - 前記液体中の超音波の波長が、前記少なくとも1つのミクロキャビティ(3、103)の中位充填度(F)よりも低くなるように選ばれる、請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのインターデジタルトランスデューサーと前記ミクロキャビティ(3)との間に、中間層が導入され、前記中間層は、前記ミクロキャビティ(3)の横方向の寸法よりも小さい領域である制限された空間領域でのみ、前記超音波が前記ミクロキャビティ(3)の方向に伝播することが可能なように超音波吸収材料を含む、請求項1または2に記載の方法。
- 前記ミクロキャビティ(3、103)と前記固体層(115)との間に均衡媒体(111)が導入される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 複数のミクロキャビティ(3、103)が用いられる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- マイクロタイタープレート(9、109)のミクロキャビティ(3、103)が用いられる、請求項5に記載の方法。
- 複数のインターデジタルトランスデューサが用いられ、前記複数のインターデジタルトランスデューサは、個々に制御される、請求項5または6に記載の方法。
- インターデジタルトランスデューサが用いられ、前記インターデジタルトランスデューサの横方向の寸法は、前記マイクロタイタープレート(9)のキャビティの直径よりも小さく、前記マイクロタイタープレートは、選択されたキャビティ内の液体の個別の混合のために適用され、前記選択されたキャビティは、固体層上の前記インターデジタルトランスデューサ(1)よりも上にある、請求項6に記載の方法。
- 複数のインターデジタルトランスデューサを有するマイクロタイタープレート(9)が用いられ、プレート(9)のピッチ(R)が固体材料(15)上に配置される、請求項6または7に記載の方法。
- 前記インターデジタルトランスデューサ(101、201)により、超音波(104、204)が、固体層(115)を介して送信され、超音波出力が、少なくとも2つの結合出力点(108)において、前記固体層から対応する数のミクロキャビティ(103)に結合される、請求項5または6に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの超音波(104、204)が、固体層(115)を介して斜方向に送信される、請求項10に記載の方法。
- インターデジタルトランスデューサ(101、201)が圧電結晶(102)上で用いられ、固体層に接着されるか、プレスされるか、ボンドで貼り付けられるか、あるいは、結合媒体を介して固体層に接着されるか、プレスされるか、ボンドで貼り付けられる、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 超音波(104)が固体層(115)の内部で少なくとも1回反射されるように、超音波(104)が前記固体層(115)に結合され、前記固体層のための材料が選択され、前記少なくとも1つのミクロキャビティ(103)から離れた表面上の反射(106)は、完全であり、前記ミクロキャビティまたは前記液体に面する表面(108)上では、損失があるが、0に等しくはなく、前記固体層(115)の内部の音響減衰ができるだけ小さい、請求項10〜12のいずれか1項に記載の方法。
- 前記少なくとも2つの非結合点(108)は、前記少なくとも1つのインターデジタルトランスデューサ(201)の放射の方向における時間的変動によって生成される、請求項10〜13のいずれか1項に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの超音波は、圧電エレメント上のインターデジタルトランスデューサ(201)の支援で生成され、前記インターデジタルトランスデューサの互いに係合するフィンガー電極は、互いからの間隔を有し、前記間隔は、空間的にコンスタントではなく、放射場所が、前記インターデジタルトランスデューサ(201)において適用される周波数を変更することによって設定される、請求項1〜14のいずれか1項に記載の方法。
- インターデジタルトランスデューサ(201)が用いられ、前記インターデジタルトランスデューサの互いに係合するフィンガー電極は、真っ直ぐではなく、湾曲しており、放射(204)の方向は、適用された無線周波数の場の周波数の選択によって選ばれる、請求項15に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの超音波(104、204)は、前記少なくとも1つのミクロキャビティ(103)から離れた前記固体層(115)の側の圧電エレメント(102)上のインターデジタルトランスデューサ(101、201)の支援で生成される、請求項1〜16のいずれか1項に記載の方法。
- 固体層(115)が用いられ、前記少なくとも1つの超音波(104)が前記固体層内を伝播することを目的として、前記固体層は、少なくとも1つの拡散的に散乱する表面(114、118)を有する、請求項1〜17のいずれか1項に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの超音波(104)の伝播の方向は、反射面(110)によって前記固体層(115)内に偏向させられる、請求項1〜18のいずれか1項に記載の方法。
- 少なくとも1つのミクロキャビティ(3、103)内の液体の混合のための装置であって、前記装置は、マイクロタイタープレート(9、109)のミクロキャビティ内の液体の混合のためのものであり、前記装置は、請求項1に記載の方法を実行するためのものであり、
前記装置は、
基板(15、115)と、
圧電エレメント(102)上に設けられた少なくとも1つのインターデジタルトランスデューサ(101、201)であって、前記インターデジタルトランスデューサは、前記基板(15、115)のメイン表面上に配置され、10MHz以上の周波数の超音波(104、204)を電気的に生成するように励起されることが可能であり、前記基板(115)の寸法は、音の伝播の方向に沿って超音波の波長の1/4よりも大きい、少なくとも1つのインターデジタルトランスデューサと
を含み、
前記少なくとも1つのインターデジタルトランスデューサの横方向の範囲は、前記マイクロタイタープレート(9)のキャビティ(3)の横方向の範囲よりも小さい、装置。 - 複数のインターデジタルトランスデューサ(1)が、マイクロタイタープレート(9)のピッチ(R)で存在する、請求項20に記載の装置。
- 個別のインターデジタルトランスデューサを制御するスイッチ機構(26)を有する、請求項21に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのインターデジタルトランスデューサ(101、201)は、それによって生成された超音波が、前記少なくとも1つのキャビティ(3)の高さの範囲よりも小さい波長を有するように選択される、請求項20〜22のいずれか1項に記載の装置。
- 前記基板のメイン表面上の中間層は、前記ミクロキャビティ(3)の方向に沿って超音波放射を空間的に限定する配置で、超音波吸収媒体を有し、該配置は、マイクロタイタープレート(9)のマイクロキャビティの配置である、請求項20〜22のいずれか1項に記載の装置。
- 前記インターデジタルトランスデューサ(101、201)は、少なくとも1つの超音波が前記基板(115)に斜方向に結合するように構成されている、請求項20〜24のいずれか1項に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのインターデジタルトランスデューサ(101、201)は、2方向に放射する、請求項25に記載の装置。
- 前記基板(115)の材料は、前記ミクロキャビティ(103)から離れた表面上の反射(106)が、完全であり、前記ミクロキャビティまたは前記液体に面する側の反射(108)は、損失があるが、0に等しくはなく、固体層(115)の内部の音響減衰ができるだけ小さい、請求項25または26に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのインターデジタルトランスデューサ(101、201)は、圧電エレメント(102)上に配置され、前記圧電エレメント(102)は、固体層(115)に接着されるか、プレスされるか、ボンドで貼り付けられるか、あるいは、結合媒体を介して、固体層(115)に接着されるか、プレスされるか、ボンドで貼り付けられる、請求項20〜27のいずれか1項に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのインターデジタルトランスデューサ(101)の電気接続は、前記圧電エレメント上の第1の供給線によって、および、前記基板(115)上の第2の供給線(116)によって形成され、前記供給線は、互いにオーバーラップするように配置されている、請求項28に記載の装置。
- 前記圧電エレメント(102)は、前記基板(115)の上に突起(124)を有し、その上には、前記少なくとも1つのインターデジタルトランスデューサ(101)までの電気供給線(122)のための接触点が配置されている、請求項28に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのインターデジタルトランスデューサ(101)は、前記基板を通る穴(123)を介して接触されており、その穴は、導電性の接着剤で充填されている、請求項20〜28のいずれか1項に記載の装置。
- 前記インターデジタルトランスデューサは、アンテナ装置を有し、前記アンテナ装置は、高周波数シグナルの接触なしの結合のために用いられることが可能である、請求項20〜28のいずれか1項に記載の装置。
- 前記インターデジタルトランスデューサ(201)のフィンガー電極は、互いに空間的にコンスタントな間隔を有しない、請求項20〜32のいずれか1項に記載の装置。
- 前記インターデジタルトランスデューサ(201)のフィンガー電極は、真っ直ぐではなく、湾曲している、請求項33に記載の装置。
- 前記基板は、少なくとも1つの拡散的に散乱する表面(114、118)を有する、請求項20〜34のいずれか1項に記載の装置。
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