一种检测表面洁净程度的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种检测表面洁净程度的装置，所述装置包括启动杆及保护外壳，所述启动杆穿过保护外壳，并通过套设于其外层的稳定弹簧连接激振器、微纳米梁、粘附探头，所述微纳米梁上方设置有计数器，所述计数器通过通讯电缆线连接有显示器。本发明专利技术主要利用微纳米梁在粘附微尘前后的振动频率不同实现，可分辨质量很轻的微小灰尘，具有检测精度高，经久耐用的特点，不仅结构设计紧凑简单，且生产成本低，无需维护。本发明专利技术同时公开了一种检测表面洁净程度的方法，该方法操作简单，只需将装置放在待测表面，按压一下启动杆，就会显示该表面的洁净度。

Device and method for detecting surface cleanliness

The invention discloses a device for detecting surface cleanliness. The device comprises a starting rod and a protective housing. The starting rod passes through the protective housing and connects an exciter, a micro-nano beam and an adhesive probe through a stable spring arranged on the outer layer of the starting rod. A counter is arranged above the micro-nano beam, and the counter passes through the protective housing. The communication cable is connected with a monitor. The invention mainly utilizes different vibration frequencies of micro-nano beams before and after adherence to micro-dust, and can distinguish small dust of very light quality. It has the characteristics of high detection accuracy and durability. The structure design is compact and simple, and the production cost is low, and the maintenance is unnecessary. The invention also discloses a method for detecting the cleanliness of a surface. The method is simple in operation, and the cleanliness of the surface can be displayed by placing the device on the surface to be measured and pressing the starting rod.

【技术实现步骤摘要】
一种检测表面洁净程度的装置及方法
本专利技术涉及检测领域、表面洁净程度检测技术，具体为一种检测表面洁净程度的装置及应用该装置进行检测的方法。
技术介绍
随着高新技术的涌现，越来越多的精密仪器出现我们的生活中，由于其内部结构越来越精密，这也为高精尖仪器的生产提出了挑战。其中生产环境的洁净程度就有严格的控制标准，但是一些仪器或者工作台表面的洁净程度很难用肉眼去判断，尤其是一些微纳米颗粒，这就需要一种检测装置。同时人们生活品质的提高，也对生活环境的洁净程度提出了更高的要求。但一些公共区域由于人口流动大，一些表面常会引起细菌的滋生，例如门把手，水龙头等。相应也就需要一种表面检测装置，来检测表面细菌数量，及时控制细菌滋生，让人们拥有更加洁净的生活环境。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种检测表面洁净程度的装置及方法，其具有检测快速、检测精度高，结构简单、易于操作、制造方便及轻便可靠等诸多特点。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案为：一种检测表面洁净程度的方法，所述方法利用微纳米梁在表面粘附微尘时，其强迫振动的频率会与洁净时的固有频率不同，粘附的微尘越多，振动频率偏差越大，通过计数器记录，并根据偏差范围显示洁净等级，完成表面洁净程度的检测。作为上述技术方案的改进，所述方法包括以下步骤：步骤A，将本装置放在待测表面上方，按压启动杆，拉伸固定在保护外壳上的稳定弹簧，使得激振器、微纳米梁及粘附探头一起向下移动，当激振器接触到保护外壳时，粘附探头接触到待测表面，并粘附其上的微尘；步骤B，松开启动杆，在稳定弹簧的作用下，激振器、微纳米梁、粘附探头恢复到原位，激振器启动，使得微纳米梁带动其上的粘附探头一起上下振动，并通过计数器记录；步骤C，由于微纳米梁与其上的粘附探头自身质量小，所粘附的微尘明显改变其质量，进而使微纳米梁的振动频率偏离固有频率，其中微尘越多，偏离程度越大，根据振动频率得到待测表面微尘密度，对照洁净度等级标准，得出待测表面洁净度，并通过通讯电缆线传输到上方的显示器显示。一种检测表面洁净程度的装置，所述装置应用上述技术方案任一项所述的方法对待测表面洁净程度进行检测，其包括启动杆及保护外壳，所述启动杆穿过保护外壳，并通过套设于其外层的稳定弹簧连接激振器、微纳米梁、粘附探头，所述微纳米梁上方设置有计数器，所述计数器通过通讯电缆线连接有显示器。作为上述技术方案的改进，所述微纳米梁的尺寸为20×2×1微米。作为上述技术方案的改进，所述粘附探头底部设置有粘附材料层，粘附材料层由强粘附性材料制成，以保证将待测表面的微尘全部吸附在其上。作为上述技术方案的改进，所述启动杆、激振器、微纳米梁、粘附探头与所述保护外壳为借助稳定弹簧的非接触式连接，以保证微纳米梁的振动不受外界干扰。作为上述技术方案的改进，所述计数器包括激光二极管与感光计数器，所述激光二极管与感光计数器关于所述微纳米梁对称设置，分别位于微纳米梁的两侧，以保证激光二极管发出的光束会被感光计数器接收。作为上述技术方案的改进，所述启动杆呈T形。本专利技术带来的有益效果有：1、本专利技术的检测表面洁净度的装置主要利用微纳米梁在粘附微尘前后的振动频率不同实现，可分辨质量很轻的微小灰尘，具有检测精度高，经久耐用的特点。2、本专利技术的检测表面洁净度的装置不仅结构设计紧凑简单，且生产成本低，无需维护的特点。3、本专利技术的检测表面洁净度的方法操作简单，只需将装置放在待测表面，按压一下启动杆，就会显示该表面的洁净度。4、本专利技术为独特的创新设计，从某种意义上脱离了传统的检测装置模型，较之于现有的多数设计的检测装置，将具有更加广泛的应用空间。附图说明下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步说明，图1是本专利技术的检测表面洁净度的装置总体示意图；图2是本专利技术的检测表面洁净度的装置截面示意图；图中各序号所对应的标注名称如下：启动杆–1，保护外壳–2，稳定弹簧–3，激振器–4，微纳米梁–5，粘附探头–6，计数器–7，激光二极管–71，感光计数器–72，通讯电缆线–8，显示器–9。具体实施方式实施例1实验研究说明，当微纳米梁5的质量发生改变时，其振动频率也会随之改变。微纳米梁5的振动频率满足以下公式：其中，p为微纳米梁5的振动频率，r和H是和微纳米梁5的几何形状、材料性质有关的参数，L为微纳米梁5的长度。m为粘附探头6质量，M为微尘的质量。本公式的应用条件m远远小于M。本专利技术即受上述启发，提供了一种检测表面洁净程度的装置。参照附图1及附图2，本装置的T形启动杆1穿过矩形保护外壳2，其外层套设有稳定弹簧3，通过稳定弹簧3连接有激振器4、微纳米梁5、粘附探头6。在微纳米梁5上方安装计数器7，并通过通讯电缆线8连接到上方的显示器9。微纳米梁5在表面粘附微尘时，其强迫振动的频率会与洁净时的固有频率不同，粘附的微尘越多，振动频率偏差越大，通过计数器7记录，并根据偏差范围显示洁净等级，达到检测表面洁净程度的作用。其中，微纳米梁5的尺寸为20×2×1微米。粘附探头6底部设置有粘附材料层，粘附材料层由强粘附性材料制成，以保证将待测表面的微尘全部吸附在其上。启动杆1、激振器4、微纳米梁5、粘附探头6与保护外壳2为借助稳定弹簧3的非接触式连接，以保证微纳米梁5的振动不受外界干扰。本实施例中，计数器7包括激光二极管71与感光计数器72，激光二极管71与感光计数器72关于微纳米梁5对称设置，分别位于微纳米梁5的两侧，以保证激光二极管71发出的光束会被感光计数器72接收。实施例2一种检测表面洁净程度的方法，该方法包括以下步骤：步骤A，将本装置放在待测表面上方，按压启动杆1，拉伸固定在保护外壳2上的稳定弹簧3，使得激振器4、微纳米梁5及粘附探头6一起向下移动，当激振器4接触到保护外壳2时，粘附探头6接触到待测表面，并粘附其上的微尘；步骤B，松开启动杆1，在稳定弹簧3的作用下，激振器4、微纳米梁5、粘附探头6恢复到原位，激振器4启动，使得微纳米梁5带动其上的粘附探头6一起上下振动，并通过计数器7记录；步骤C，由于微纳米梁5与其上的粘附探头6自身质量小，所粘附的微尘明显改变其质量，进而使微纳米梁5的振动频率偏离固有频率，其中微尘越多，偏离程度越大，根据振动频率得到待测表面微尘密度，对照洁净度等级标准，得出待测表面洁净度，并通过通讯电缆线8传输到上方的显示器9显示。实施例3研究表明，由于一点轻微的质量就会引起微纳米梁5的振动频率发生偏移，该装置可以用来测量微小物体的质量，因此可以作为本专利技术的另一种实施方式：一种测量微小物体质量的装置及方法。在此实施例中，我们只需在采集待测物体时，将装置翻转，将粘附探头6朝上，并按动启动杆1，将粘附探头6伸出，将待测质量物体放置在上面，再将装置恢复原位。由于粘附探头6的吸附作用，待测物体不会掉落，松开启动杆1，开始测试。所采用剩余具体步骤与实施例2中基本一致。虽然上述介绍了本专利技术的不同的实施例，对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节。如，本专利技术检测表面洁净度的装置中激光二极管71与感光计数器72的位置，在除本专利技术实施例中限定的隔着微纳米梁5对称外，其它可使感光计数器72记录微纳米梁5振动频率的排列方式也应当被视为本专利技术的实施方式。如，本专利技术采用微纳米梁5进行检测，其他适宜检测的微本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测表面洁净程度的方法，其特征在于：所述方法利用微纳米梁在表面粘附微尘时，其强迫振动的频率会与洁净时的固有频率不同，粘附的微尘越多，振动频率偏差越大，通过计数器记录，并根据偏差范围显示洁净等级，完成表面洁净程度的检测。

【技术特征摘要】
1.一种检测表面洁净程度的方法，其特征在于：所述方法利用微纳米梁在表面粘附微尘时，其强迫振动的频率会与洁净时的固有频率不同，粘附的微尘越多，振动频率偏差越大，通过计数器记录，并根据偏差范围显示洁净等级，完成表面洁净程度的检测。2.根据权利要求1所述的一种检测表面洁净程度的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤A，将本装置放在待测表面上方，按压启动杆，拉伸固定在保护外壳上的稳定弹簧，使得激振器、微纳米梁及粘附探头一起向下移动，当激振器接触到保护外壳时，粘附探头接触到待测表面，并粘附其上的微尘；步骤B，松开启动杆，在稳定弹簧的作用下，激振器、微纳米梁、粘附探头恢复到原位，激振器启动，使得微纳米梁带动其上的粘附探头一起上下振动，并通过计数器记录；步骤C，由于微纳米梁与其上的粘附探头自身质量小，所粘附的微尘明显改变其质量，进而使微纳米梁的振动频率偏离固有频率，其中微尘越多，偏离程度越大，根据振动频率得到待测表面微尘密度，对照洁净度等级标准，得出待测表面洁净度，并通过通讯电缆线传输到上方的显示器显示。3.一种检测表面洁净程度的装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵德敏，李善鹏，刘建林，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37