一种声悬浮装置、显微镜和无接触式检测系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种声悬浮装置、显微镜和无接触式检测系统。该声悬浮装置包括：单片机、驱动电机模块、壳体和多个超声波换能器，其中，多个超声波换能器设置在壳体上且呈阵列排布，构成发射阵列壳体。单片机与驱动电机模块连接，用以控制驱动电机产生电平信号。驱动电机模块还分别与发射阵列壳体中的每个超声波换能器连接，以驱动每个超声波换能器运作。本实用新型专利技术通过使用超声波传感器作为超声波的发射装置，由多个发射装置合理排布组成阵列便可产生悬浮需要的能量，且由于单片机、驱动电机模块等都很小，因此，本实施例中的声悬浮装置比使用超声波振子、变幅杆、超声波发生器的现有声悬浮装置更便宜、更安全。

【技术实现步骤摘要】
一种声悬浮装置、显微镜和无接触式检测系统
本技术涉及声悬浮
，尤其涉及一种声悬浮装置、显微镜和无接触式检测系统。
技术介绍
无容器技术是通过外场作用力来抵消实验样品自身重力实现样品的无接触、无器壁的实验处理方法。不同于传统的有容器技术，无容器消除了由于样品与器壁间的作用而导致的内应力，实验条件无需考虑器壁的耐温、耐腐蚀、表面状态等性能。无容器悬浮技术主要有空气动力悬浮、静电悬浮、电磁悬浮以及声悬浮，迄今为止,电磁悬浮是各种悬浮技术中最成熟的，然而它不能用于无机玻璃、陶瓷和有机材料等非导电材料，静电悬浮要求对材料和进行预先充电或极化处理，气动悬浮的稳定性较差。而现有光学显微镜的观察方式都是将待观察样本切片后放置在载玻片和盖玻片之间，然后将玻片夹紧于显微镜载物台上继而通过目镜观察，这种观察方式不仅制作过程繁琐复杂，并且观察到图像的质量容易受到玻璃片的影响，细胞等微生物的生命活动也会受到外加容器壁玻璃的影响，更无法实现对细胞在微重力环境下生理活性的观察研究。另外，一些稍大的小型活性动物无法制成切片，显微放大观察时容易因其运动脱离目镜视野。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种声悬浮装置、显微镜和无接触式检测系统，通过采用驻波声悬浮技术，可以快捷方便地实现对细胞、小动物在微重力、无容器条件下的显微观察。本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种声悬浮装置，包括：单片机、驱动电机模块、壳体和多个超声波换能器，其中，多个所述超声波换能器设置在所述壳体上且呈阵列排布，构成发射阵列壳体；所述单片机与所述驱动电机模块连接，用以控制驱动电机产生电平信号；所述驱动电机模块还分别与所述发射阵列壳体中的每个超声波换能器连接，以驱动每个所述超声波换能器运作。本技术的有益效果是：通过使用超声波传感器作为超声波的发射装置，由多个发射装置合理排布组成阵列便可产生悬浮需要的能量。由于单片机、驱动电机模块等都很小，因此，本实施例中的声悬浮装置比使用超声波振子、变幅杆、超声波发生器的现有声悬浮装置更便宜、更安全。在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。进一步地，所述壳体呈半球壳面状，则所述发射阵列壳体为发射阵列球壳。采用上述进一步方案的有益效果是：通过将壳体设置为半球壳面状，可以更好的与显微镜的底座贴合，节省空间。进一步地，所述壳体的中心位置设有一孔。采用上述进一步方案的有益效果是：在壳体中心设置孔的目的是，当该实施例中的声悬浮装置与显微镜结合使用来检测待测物时，方便观测完成后/悬浮失败时待测物落下取出，避免液滴、物体在弧面上的存积、弄湿超声波发生器等电学设施。进一步地，所述单片机为Arduinonano单片机，所述驱动电机模块为L298N驱动电机模块，每个所述超声波换能器的直径为16mm、频率为40kHz。本技术解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种显微镜，包括：光源和如上述任一实施例中所述的声悬浮装置，其中，所述声悬浮装置的发射阵列壳体固定在所述显微镜的底座上，所述显微镜的物镜镜头方向指向所述发射阵列壳体的发射面；所述光源环绕所述发射阵列壳体设置。本技术的有益效果是：通过改变现有显微镜的结构，并与声悬浮装置有机结合起来，可以采用驻波声悬浮技术将待观测的物体(细胞液滴、动植物标本、小型动物)稳定的悬浮在显微镜物镜之下(原载物台位置处)，实现简便易行的微重力、无容器活性观察。在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。进一步地，所述显微镜的底座呈凹面状，所述发射阵列壳体为发射阵列球壳，所述发射阵列球壳的发射面的方向朝向所在位置的球体半径方向，则所述发射阵列球壳固定在所述凹面状的所述底座上，所述显微镜的物镜镜头方向指向所述发射阵列球壳的底部中心。采用上述进一步方案的有益效果是：通过将显微镜的底座设置为凹面状，可以更好的与声悬浮装置的发射阵列壳体贴合，节省空间。进一步地，所述光源为LED光源，所述LED光源环绕所述发射阵列球壳设置在所述底座凹面与平面的交界处。采用上述进一步方案的有益效果是：通过将LED光源环绕发射阵列球壳设置在底座凹面与平面的交界处，可以使显微镜的结构更加紧凑，避免单一光源造成的明暗不均。进一步地，所述显微镜的支撑臂上设置有位置标识，所述位置标识用于标识所述声悬浮装置产生的声场驻波的位置。采用上述进一步方案的有益效果是：通过在显微镜的支撑臂上设置有位置标识，以提示操作者，方便操作者找到待测物悬浮的大体位置。进一步地，还包括：供电设备和光源强度调节器，所述供电设备分别与所述光源和所述声悬浮装置连接，所述光源还与所述光源强度调节器连接；所述供电设备提供6～12伏的电压。采用上述进一步方案的有益效果是：通过采用输入电压为6～12伏的弱电运行，比较安全；采用了光源强度调节器来调节光源的强度，所以，使用时间长，不易发烫，不用经常更换灯管，环保节能。本技术解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种无接触式检测系统，包括：用于移动待测物的设备，控制器，以及上述任一实施例中所述的显微镜，其中，所述控制器与所述设备连接，以控制所述设备将待测物移动至所述显微镜的声悬浮装置产生的声场驻波处，所述设备包括：微量移液器或机械臂。本技术的有益效果是：通过采用驻波声悬浮技术将待观测的物体(细胞液滴、动植物标本、小型动物)稳定的悬浮在显微镜物镜之下(原载物台位置处)，实现简便易行的微重力、无容器活性观察。本技术附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术实践了解到。附图说明图1为本技术实施例提供的一种声悬浮装置的示意性框图；图2为本技术实施例提供的一种显微镜的示意性结构图；图3为本技术另一实施例提供的一种显微镜的示意性结构图。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。如图1给出了本技术实施例提供的一种声悬浮装置的示意性框图。如图1所示，该声悬浮装置10包括：单片机11、驱动电机模块12、壳体13和多个超声波换能器14。其中，多个超声波换能器14设置在壳体13上且呈阵列排布，构成发射阵列壳体15。单片机11与驱动电机模块12连接，用以控制驱动电机产生电平信号。驱动电机模块12还分别与发射阵列壳体15中的每个超声波换能器14连接，以驱动每个超声波换能器运作。上述实施例中提供的声悬浮装置，通过使用超声波传感器作为超声波的发射装置，由多个发射装置合理排布组成阵列便可产生悬浮需要的能量。由于单片机、驱动电机模块等都很小，因此，本实施例中的声悬浮装置比使用超声波振子、变幅杆、超声波发生器的现有声悬浮装置更便宜、更安全。具体的，在该实施例，单片机可以为Arduinonano单片机，驱动电机模块可以采用L298N驱动电机模块，每个超声波换能器的直径为16mm、频率为40kHz。由于超声波传感器包括：超声波发射端和接收端(可参见：https://b2b.hc360.com/supplyself/411645670.html)，而在该实施例中用的是超声波传感器的超声波发射端，即：压电陶瓷换能器。利用40kHz的电信号刺激，压电陶瓷就可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种声悬浮装置，其特征在于，包括：单片机、驱动电机模块、壳体和多个超声波换能器，其中，多个所述超声波换能器设置在所述壳体上且呈阵列排布，构成发射阵列壳体；所述单片机与所述驱动电机模块连接，用以控制驱动电机产生电平信号；所述驱动电机模块还分别与所述发射阵列壳体中的每个超声波换能器连接，以驱动每个所述超声波换能器运作。

【技术特征摘要】
1.一种声悬浮装置，其特征在于，包括：单片机、驱动电机模块、壳体和多个超声波换能器，其中，多个所述超声波换能器设置在所述壳体上且呈阵列排布，构成发射阵列壳体；所述单片机与所述驱动电机模块连接，用以控制驱动电机产生电平信号；所述驱动电机模块还分别与所述发射阵列壳体中的每个超声波换能器连接，以驱动每个所述超声波换能器运作。2.根据权利要求1所述的声悬浮装置，其特征在于，所述壳体呈半球壳面状，则所述发射阵列壳体为发射阵列球壳。3.根据权利要求2所述的声悬浮装置，其特征在于，所述壳体的中心位置设有一孔。4.根据权利要求1-3中任一项所述的声悬浮装置，其特征在于，所述单片机为Arduinonano单片机，所述驱动电机模块为L298N驱动电机模块，每个所述超声波换能器的直径为16mm、频率为40kHz。5.一种显微镜，其特征在于，包括：光源和如权利要求1-4中任一项所述的声悬浮装置，其中，所述声悬浮装置的发射阵列壳体固定在所述显微镜的底座上，所述显微镜的物镜镜头方向指向所述发射阵列壳体的发射面；所述光源环绕所述发射阵列壳体设置。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦昊烨，袁珩，张敬雯，
申请(专利权)人：秦昊烨，
类型：新型
国别省市：北京,11