一种超声悬浮仪制造技术

本实用新型专利技术提供了一种超声悬浮仪，包括底板、侧支撑杆、变幅杆、三维调节平台、图像传感器和超声发生器，底板上固定安装两个三维调节平台，侧支撑杆垂直固定连接在底板的一侧，变幅杆通过上支架板连接在侧支撑杆上，一个三维调节平台上设置反射端，反射端在变幅杆的正下方，另一个三维调节平台上通过图像传感器支架安装图像传感器，变幅杆通过导线连接超声发生器，图像传感器通过导线连接显示器。本实用新型专利技术结构设计科学合理，悬浮稳定程度高，悬浮空间大小精确可控，使用效果好，观察方便，提高了实验效果，可推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种超声悬浮仪
本技术涉及一种超声实验仪器，具体涉及一种超声悬浮仪。
技术介绍
声悬浮是高声强条件下物体受到声场的声辐射压力而产生的一种非线性现象，超声驻波悬浮是利用超声换能器的辐射端产生高频的活塞式振动，在介质中形成声场，并在声波传输路径上放置反射端，使声波反射回来与入射声波相互叠加，调节辐射端面与反射端面之间的距离，使之为超声波半波长的整数倍，入射波与反射波在声场空间中反复多次叠加形成高强驻波声场，并形成辐射声压，置于驻波声场中的物体在辐射声压的作用下，将达到悬浮状态。高强驻波声场在轴向和径向上均存在一定的声压梯度，使物体在轴向和径向上均受到回复力的作用，当被悬浮物受到轻微扰动偏移平衡位置时，能够在回复力的作用下再次回到平衡位置。这种多功能的声学悬浮应用于分析化学、材料科学、药学、微组装等领域。现有的超声悬浮仪其悬浮稳定程度不高；可悬浮材料的局限性大；悬浮后可操作空间小，实验不方便，不便于观察；现有的超声实验仪多为演示装置，不能提供好的实验场所。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种超声悬浮仪，该装置结构精巧合理，悬浮空间可控，使用效果好，制作成本低廉，便于超声悬浮的实验研究。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种超声悬浮仪，其特征在于，包括底板、侧支撑杆、变幅杆、三维调节平台、图像传感器和超声发生器，所述底板上固定安装有两个相同的三维调节平台，所述侧支撑杆垂直固定连接在底板的一侧，所述变幅杆通过上支架板连接在侧支撑杆上且变幅杆垂直于底板竖直设置，一个所述三维调节平台上设置反射端，所述反射端与变幅杆同心设置且反射端位于变幅杆的正下方，另一个所述三维调节平台上通过图像传感器支架安装图像传感器，所述图像传感器的图像采集端正对变幅杆和反射端之间的位置，所述变幅杆通过传输导线连接超声发生器，所述图像传感器通过传输导线连接显示器。优选地，所述上支架板上开设有用于卡位固定变幅杆的固定孔，反射端整体呈圆柱状，安装后的变幅杆上端为输入端通过传输导线与超声发生器连接，变幅杆的下端为振动输出端与反射端的顶端面同心相对。优选地，所述图像传感器为电荷耦合器件图像传感器即CCD。优选地，所述侧支撑杆通过支撑脚与底板固定连接。优选地，所述上支架板通过固定块与侧支撑杆固定连接。优选地，所述反射端为铝合金制成的双层凸台，所述反射端上正对变幅杆振动输出端的端面开设有凹槽。优选地，当超声发生器传输给变幅杆振动源驱动时，使得变幅杆震动，在端面处产生超声；超声在反射端的端面上反射，在反射端和变幅杆两端面之间形成一个声场，声场中有许多的驻波点，实验观察物体在驻波点处实现悬浮；反射端的位移通过三维平台进行调节，使反射端与变幅杆同心，且通过三维平台调节竖直方向即Z方向的位移从而调整反射端与变幅杆端面之间的距离，使物体悬浮更加稳定；图像传感器也能通过三维调节平台调整其位置，以便于处于最佳视角和位置观察悬浮物体的状态；图像传感器通过传输导线将图像信息传输给显示器方便实验的观察和实验数据的记录。本技术与现有技术相比具有以下优点：1、本技术结构设计简约合理，能使物体产生稳定的悬浮效果，悬浮空间精确可控，操作简便，观察物体的悬浮方便可靠，实验效果好，装置制作成本低廉，可推广使用。2、本技术通过三维平台固定安装反射端和图像传感器，能通过反射端的竖直上下移动来控制反射端顶端面与变幅杆底端面之间的距离，来调整超声驻波点，从而能根据悬浮物体的质量和体积大小进行悬浮空间的调整，达到更佳的悬浮效果，便于实验观察研究。3、本技术结构简单合理，制作安装简便，成本低廉，操作方便，控制精准，易于日常维护。下面结合附图和实施例对本技术作进一步详细说明。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是本技术中反射端的俯视结构示意图。图3是本技术中反射端的侧视结构示意图。附图标记说明：1—变幅杆；2—三维调节平台；3—图像传感器；4—上支架板；5—侧支撑杆；6—支撑脚；7—底板；8—超声发生器；9—显示器；10—传输导线；11—固定块；12—图像传感器支架；13—反射端；14—球型凹槽；15—螺栓。具体实施方式如图1所示，本技术包括底板7、侧支撑杆5、变幅杆1、三维调节平台2、图像传感器3和超声发生器8，所述底板7上固定安装有两个相同的三维调节平台2，所述侧支撑杆5垂直固定连接在底板7的一侧，所述变幅杆1通过上支架板4连接在侧支撑杆5上且变幅杆1保持垂直于底板7的竖直状态，一个所述三维调节平台2上设置反射端13，所述反射端13与变幅杆1同心设置且反射端13位于变幅杆1的正下方，另一个所述三维调节平台2上通过图像传感器支架12安装图像传感器3，所述图像传感器3的图像采集端正对变幅杆1和反射端13之间的位置用于采集物体悬浮图样视频信息，所述变幅杆1通过传输导线10连接超声发生器8，所述图像传感器3通过传输导线10连接显示器9。本实施例中，所述上支架板4上开设有用于卡位固定变幅杆1的固定孔，如图2和图3所示，反射端13为铝合金制成的双层凸台，反射端13的下层为长方体且反射端13的下层与三维调节平台2通过螺栓15固定连接，反射端13的上层为圆柱体且反射端13的上层开设有球形凹槽14，安装后的变幅杆1上端为输入端通过传输导线与超声发生器8连接，变幅杆1的下端为振动输出端与反射端13的顶端面同心相对。本实施例中，所述图像传感器3为电荷耦合器件图像传感器即CCD。本实施例中，所述侧支撑杆5为扁平金属杆，所述侧支撑杆5通过条状金属支撑脚6作为连接件与金属底板7焊接。本实施例中，所述上支架板4通过三棱柱状固定块11与侧支撑杆5固定连接。本实施例中，放置在变幅杆1和反射端13之间的实验观察物体可为各种材料的物体如固体金属、非金属、液体等，悬浮的液体基本可呈圆形，实验观察物体的直径范围为0.1mm-4mm，实验观察物体的体积范围为0.01mL-1.5mL。本实施例中，所述三维调节平台2优选使用PT-ST480型号的三维调节平台，所述变幅杆采用25型变幅杆，所述超声发生器优选使用LC-92型超声发生器，所述球形凹槽的开口直径为48mm。本技术在使用时，当超声发生器8传输给变幅杆1振动源驱动时，使得变幅杆1震动，在变幅杆1下端面处产生超声；超声在反射端13的上端面上反射，在反射端13和变幅杆1两端面之间形成一个声场，声场中有许多的驻波点，实验观察物体在驻波点处实现悬浮；反射端13的位移通过三维调节平台2在X、Y方向进行调节，使反射端13与变幅杆1同心，再通过三维调节平台2调节竖直方向即Z方向的位移从而调整反射端13上端面与变幅杆1下端面之间的距离，使物体悬浮更加稳定；图像传感器3也能通过三维调节平台2调整其位置，以便于处于最佳视角和位置观察悬浮物体的状态；图像传感器3通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声悬浮仪，其特征在于，包括底板(7)、侧支撑杆(5)、变幅杆(1)、三维调节平台(2)、图像传感器(3)和超声发生器(8)，所述底板(7)上固定安装有两个相同的三维调节平台(2)，所述侧支撑杆(5)垂直固定连接在底板(7)的一侧，所述变幅杆(1)通过上支架板(4)连接在侧支撑杆(5)上且变幅杆(1)垂直于底板(7)竖直设置，一个所述三维调节平台(2)上设置反射端(13)，所述反射端(13)与变幅杆(1)同心设置且反射端(13)位于变幅杆(1)的正下方，另一个所述三维调节平台(2)上通过图像传感器支架(12)安装图像传感器(3)，所述图像传感器(3)的图像采集端正对变幅杆(1)和反射端(13)之间的位置，所述变幅杆(1)通过传输导线(10)连接超声发生器(8)，所述图像传感器(3)通过传输导线(10)连接显示器(9)。/n

【技术特征摘要】
1.一种超声悬浮仪，其特征在于，包括底板(7)、侧支撑杆(5)、变幅杆(1)、三维调节平台(2)、图像传感器(3)和超声发生器(8)，所述底板(7)上固定安装有两个相同的三维调节平台(2)，所述侧支撑杆(5)垂直固定连接在底板(7)的一侧，所述变幅杆(1)通过上支架板(4)连接在侧支撑杆(5)上且变幅杆(1)垂直于底板(7)竖直设置，一个所述三维调节平台(2)上设置反射端(13)，所述反射端(13)与变幅杆(1)同心设置且反射端(13)位于变幅杆(1)的正下方，另一个所述三维调节平台(2)上通过图像传感器支架(12)安装图像传感器(3)，所述图像传感器(3)的图像采集端正对变幅杆(1)和反射端(13)之间的位置，所述变幅杆(...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧渡洋，张永健，高鑫，汪仁龙，
申请(专利权)人：西安声渡新材料科技有限公司，西北工业大学，西安文理学院，
类型：新型
国别省市：陕西;61