【技术实现步骤摘要】
本申请涉及微粒悬浮，尤其涉及一种真空起支装置及真空起支方法。
技术介绍
1、在悬浮光力系统中，敏感单元的初始悬浮称为起支。起支技术是悬浮式传感仪器的一项实用化关键技术。
2、空气或真空环境下微粒的快速起抛和捕获一直是悬浮光力领域的一个技术难点。常用的方案之一是喷雾悬浮法。喷雾悬浮法将微粒的悬浮液雾化，使包裹着微粒的小液滴飘散到自由空间中。喷雾悬浮法对于尺寸较小的纳米粒子，喷雾悬浮法多采用挥发性较强的溶液(如乙醇、丙酮、异丙醇)，这样液滴里的溶液成分可以被快速挥发而不影响微粒的捕获。
3、现有的喷雾悬浮法由于无法直接将微粒投送到光阱的有效捕获区域内，其起支效率较低；包裹着微粒的小液滴在传输过程中很容易汇集，导致单个液滴中包含多个微粒的情况；同时，为了保证一定的捕获效率，雾化器需要将大量微粒投送到光阱区域，很容易导致光阱同时捕获多微粒的情况，影响后续的实验。而且，大量未被捕获的杂质微粒会污染附近光路的出光面，如透镜表面或光纤端面，影响捕获光场的分布。此外，经常性地打开腔体，喷洒的残留杂质微粒和所用的喷雾溶剂还会污染真空腔内部环境，破坏真空条件。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种真空起支装置及真空起支方法，旨在解决现有技术中所提到的至少一个技术问题。
2、本申请的一个方面提供一种真空起支装置。所述真空起支装置包括真空模块、光学捕获电学探测模块及起支模块。其中，所述真空模块包括真空腔、真空泵及真空阀，所述真空泵用于对所述真空腔进行抽真空，所述真
3、进一步地，所述真空模块还包括真空波纹管，所述真空泵通过所述真空波纹管与所述真空阀连接，所述真空阀安装在所述真空腔上。
4、进一步地，所述真空模块还包括真空规，所述真空规安装在所述真空腔上，用于实时监测所述真空腔内的气压。
5、进一步地，所述起支模块还包括放气阀，所述起支过渡外壳通过所述放气阀连接至所述真空腔，所述放气阀用于调节从所述起支过渡外壳进入到所述真空腔中的微粒的多少。
6、进一步地，所述起支模块还包括第一硬管和第二硬管，所述第一硬管的一端密封安装在所述真空腔上，另一端通过vcr接口与所述放气阀的出口端可拆卸地连接；所述第二硬管的一端密封安装在所述起支过渡外壳上，另一端通过vcr接口与所述放气阀的进口端可拆卸地连接。
7、进一步地，所述第二硬管与所述放气阀的孔径相同。
8、进一步地，所述起支过渡外壳具有连通所述雾化杯的进气口、连通所述放气阀的喷雾口、及用于方便对流的排气口，所述喷雾口和所述进气口位于所述起支过渡外壳的不同侧并且相互远离设置。
9、进一步地，所述起支模块还包括流量控制阀，所述气瓶通过所述流量控制阀与所述雾化杯连接。
10、进一步地，所述光学捕获电学探测模块包括激光器、准直透镜、扩束透镜、物镜、收集透镜、衰减片、汇聚透镜及四象限探测器，所述激光器发射的光束通过所述准直透镜和所述扩束透镜的扩束准直，并经过所述物镜聚焦后形成可捕获所述微粒的光阱，所述收集透镜收集所述光阱中所述微粒的散射光，并经过所述衰减片的衰减由所述汇聚透镜聚焦在所述四象限探测器上，其中，所述物镜和所述收集透镜位于所述真空腔内，并且，所述物镜与所述收集透镜之间的间距为所述物镜和所述收集透镜的焦距之和。
11、本申请的另一个方面提供一种真空起支方法。所述方法包括：将起支模块安装于真空腔上，所述起支模块包括气瓶、流量控制阀、雾化杯、放气阀及起支过渡外壳，所述气瓶通过所述流量控制阀与所述雾化杯连接，所述起支过渡外壳通过所述放气阀连接至所述真空腔；通过真空泵对所述真空腔进行抽真空；在所述真空腔内的气压抽至第一真空度时，打开所述流量控制阀，所述气瓶中放出的气体经所述雾化杯雾化后的微粒填充于所述起支过渡外壳内；关闭所述流量控制阀，缓慢打开所述放气阀，利用大气压的作用与内外压差输送所述微粒进入所述真空腔内；在所述真空腔内的气压达到第二真空度时，关闭所述放气阀，静止预定时间，进而捕获所述微粒，完成起支。
12、进一步地，所述第一真空度包括中真空，所述第二真空度包括低真空。
13、进一步地，所述真空起支方法还包括：通过控制安装于所述真空腔上的真空阀的开口大小来控制所述真空腔内的气压；及通过安装于所述真空腔上的真空规来实时检测所述真空腔内的气压。
14、进一步地，所述起支过渡外壳具有与所述雾化杯连通的进气口，所述方法还包括：在向所述起支过渡外壳喷入雾化后的微粒达预定时间时，撤掉与所述起支过渡外壳连接的雾化杯；及用密封件封堵住所述起支过渡外壳的所述进气口。
15、进一步地，所述起支模块还包括第一硬管和第二硬管，所述将起支模块安装于真空腔上包括：将所述第一硬管的一端密封安装在所述真空腔上，另一端通过vcr接口与所述放气阀的出口端可拆卸地连接；及将所述第二硬管的一端密封安装在所述起支过渡外壳上，另一端通过vcr接口与所述放气阀的进口端可拆卸地连接。
16、进一步地，所述真空起支方法还包括：在完成起支之后，通过将所述第二硬管从所述放气阀的进口端拆卸下来以将所述起支过渡外壳从所述真空腔上拆除。
17、本申请一个或多个实施例的真空起支装置及真空起支方法可以取得以下有益技术效果中的一个或多个：
18、(1)解决了微粒小液滴在传输过程中很容易汇集的问题，通过将微粒喷至起支过渡外壳内，雾化微粒会在重力作用下下降并扩散至起支过渡外壳下部，单微粒的小液滴快速挥发，挥发后微粒在起支过渡外壳漂浮，保证微粒分散，小液滴汇聚的概率降低，从而提高单微粒起支效率。
19、(2)通过真空模块将真空腔抽至中真空，将起支模块的放气阀打开，起支过渡外壳内的雾化微粒在大气压的作用下进入真空腔内，到达低真空后将起支模块的放气阀关闭，真空腔内悬浮少量雾化微粒，雾化微粒在压力差的作用下进入光阱内，进而捕获微粒，完成光悬浮。因为大量雾化液滴在起支过渡外壳中已经完成了初步挥发，从而，可以保证透镜表面或光纤端面附着较少的微粒，不会影响捕获光场的分布。
20、(3)同时较少的微粒不会污染真空腔内部环境，不会对真空腔进行破坏，降低装置抽真空时间，可大幅度提升装置的极限真空度。
21、(4)低气压起支模块便于拆卸，起支结束后起支模块与装置可快速分离，从而不会影响装置的结构尺寸。
22、(5)可适用不同雾化起支场合的悬浮光力系统中。
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1.一种真空起支装置，其特征在于，包括真空模块、光学捕获电学探测模块及起支模块，其中，
2.如权利要求1所述的真空起支装置，其特征在于，所述真空模块还包括真空波纹管，所述真空泵通过所述真空波纹管与所述真空阀连接，所述真空阀安装在所述真空腔上。
3.如权利要求1所述的真空起支装置，其特征在于，所述真空模块还包括真空规，所述真空规安装在所述真空腔上，用于实时监测所述真空腔内的气压。
4.如权利要求1所述的真空起支装置，其特征在于，所述起支模块还包括放气阀，所述起支过渡外壳通过所述放气阀连接至所述真空腔，所述放气阀用于调节从所述起支过渡外壳进入到所述真空腔中的微粒的多少。
5.如权利要求4所述的真空起支装置，其特征在于，所述起支模块还包括第一硬管和第二硬管，所述第一硬管的一端密封安装在所述真空腔上，另一端通过VCR接口与所述放气阀的出口端可拆卸地连接；所述第二硬管的一端密封安装在所述起支过渡外壳上，另一端通过VCR接口与所述放气阀的进口端可拆卸地连接。
6.如权利要求5所述的真空起支装置，其特征在于，所述第二硬管与所述放气阀的
7.如权利要求4所述的真空起支装置，其特征在于，所述起支过渡外壳具有连通所述雾化杯的进气口、连通所述放气阀的喷雾口、及用于方便对流的排气口，所述喷雾口和所述进气口位于所述起支过渡外壳的不同侧并且相互远离设置。
8.如权利要求1所述的真空起支装置，其特征在于，所述起支模块还包括流量控制阀，所述气瓶通过所述流量控制阀与所述雾化杯连接。
9.如权利要求1所述的真空起支装置，其特征在于，所述光学捕获电学探测模块包括激光器、准直透镜、扩束透镜、物镜、收集透镜、衰减片、汇聚透镜及四象限探测器，所述激光器发射的光束通过所述准直透镜和所述扩束透镜的扩束准直，并经过所述物镜聚焦后形成可捕获所述微粒的光阱，所述收集透镜收集所述光阱中所述微粒的散射光，并经过所述衰减片的衰减由所述汇聚透镜聚焦在所述四象限探测器上，其中，所述物镜和所述收集透镜位于所述真空腔内，并且，所述物镜与所述收集透镜之间的间距为所述物镜和所述收集透镜的焦距之和。
10.一种真空起支方法，其特征在于，包括：
11.如权利要求10所述的真空起支方法，其特征在于，所述第一真空度包括中真空，所述第二真空度包括低真空。
12.如权利要求10所述的真空起支方法，其特征在于，还包括：
13.如权利要求10所述的真空起支方法，其特征在于，所述起支过渡外壳具有与所述雾化杯连通的进气口，所述方法还包括：
14.如权利要求10所述的真空起支方法，其特征在于，所述起支模块还包括第一硬管和第二硬管，所述将起支模块安装于真空腔上包括：
15.如权利要求14所述的真空起支方法，其特征在于，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种真空起支装置，其特征在于，包括真空模块、光学捕获电学探测模块及起支模块，其中，
2.如权利要求1所述的真空起支装置，其特征在于，所述真空模块还包括真空波纹管，所述真空泵通过所述真空波纹管与所述真空阀连接，所述真空阀安装在所述真空腔上。
3.如权利要求1所述的真空起支装置，其特征在于，所述真空模块还包括真空规，所述真空规安装在所述真空腔上，用于实时监测所述真空腔内的气压。
4.如权利要求1所述的真空起支装置，其特征在于，所述起支模块还包括放气阀，所述起支过渡外壳通过所述放气阀连接至所述真空腔，所述放气阀用于调节从所述起支过渡外壳进入到所述真空腔中的微粒的多少。
5.如权利要求4所述的真空起支装置，其特征在于，所述起支模块还包括第一硬管和第二硬管，所述第一硬管的一端密封安装在所述真空腔上，另一端通过vcr接口与所述放气阀的出口端可拆卸地连接；所述第二硬管的一端密封安装在所述起支过渡外壳上，另一端通过vcr接口与所述放气阀的进口端可拆卸地连接。
6.如权利要求5所述的真空起支装置，其特征在于，所述第二硬管与所述放气阀的孔径相同。
7.如权利要求4所述的真空起支装置，其特征在于，所述起支过渡外壳具有连通所述雾化杯的进气口、连通所述放气阀的喷雾口、及用于方便对流的排气口，所述喷雾口和所述进气口位于所述起支过渡外壳的不同侧并且相互远离设置。...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈志明，李桐，何沛彤，李文文，傅振海，高晓文，胡慧珠，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：
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