一种高动态响应的浮选光测力系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种高动态响应的浮选光测力系统及方法，属于胶体界面力学测量技术领域，解决了现有技术中浮选界面力学测试量程窄、时空分辨低的问题。本发明专利技术提供了一种高动态响应的浮选光测力系统，包括探针力学传感单元、微形变检测杠杆放大单元和动态纳米位移控制单元；所述探针力学传感单元与所述微形变检测杠杆放大单元连接，所述动态纳米位移控制单元设于所述探针力学传感单元的一侧；所述微形变检测杠杆放大单元发出激光通过所述探针力学传感单元。本发明专利技术通过光学与电学系统对微悬臂进行纳米级形变检测，基于毫米级微悬臂应力‑应变关系实现浮选体系颗粒‑气泡高速动态相互作用力测量，提高了浮选界面力学测试量程以及时空分瓣率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及胶体界面力学测量，尤其涉及一种高动态响应的浮选光测力系统及方法。

技术介绍

1、浮选作为矿物分选、油水分离及废水资源化等领域的核心技术，其本质是通过调控颗粒与气泡间的微观作用力实现目标物选择性富集。在浮选胶体化学体系中，颗粒-气泡间的碰撞粘附、液膜排液及三相接触线演化等动态过程，直接由微牛至亚纳牛量级的界面作用力主导。现有研究多依赖宏观统计参数(如接触角、吸附量)间接推测微观力学机制，但受限于缺乏高精度动态测量手段，难以建立界面化学参数与微观作用力的定量关联，严重制约了浮选理论模型的精准构建与工艺优化。尤其在复杂矿浆环境下，颗粒表面特性异质性与流体动力学扰动共同作用时，亟需能在真实工况下实现亚纳牛级力学分辨、毫秒级动态响应及毫米级操作空间的原位测量系统。

2、当前主流的浮选胶体界面力学测量技术存在显著局限：原子力显微镜(afm)受限于悬臂探针的窄量程(10pn-100nn)与微小操作空间(<100μm)，难以适配浮选体系中毫米级气泡实体及百纳牛量程的宏观作用力测量；表面力仪(sfa)依赖光学干涉原理，仅适用于透明材料且液相环本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高动态响应的浮选光测力系统，其特征在于，包括探针力学传感单元(100)、微形变检测杠杆放大单元(200)和动态纳米位移控制单元(300)；所述探针力学传感单元(100)与所述微形变检测杠杆放大单元(200)连接，所述动态纳米位移控制单元(300)设于所述探针力学传感单元(100)的一侧；所述微形变检测杠杆放大单元(200)发出激光(500)通过所述探针力学传感单元(100)。

2.根据权利要求1所述的高动态响应的浮选光测力系统，其特征在于，所述探针力学传感单元(100)包括导光体(101)、探针底座(103)和硅微悬臂(104)，所述探针底座(103)设于所述导光体(...

【技术特征摘要】

1.一种高动态响应的浮选光测力系统，其特征在于，包括探针力学传感单元(100)、微形变检测杠杆放大单元(200)和动态纳米位移控制单元(300)；所述探针力学传感单元(100)与所述微形变检测杠杆放大单元(200)连接，所述动态纳米位移控制单元(300)设于所述探针力学传感单元(100)的一侧；所述微形变检测杠杆放大单元(200)发出激光(500)通过所述探针力学传感单元(100)。

2.根据权利要求1所述的高动态响应的浮选光测力系统，其特征在于，所述探针力学传感单元(100)包括导光体(101)、探针底座(103)和硅微悬臂(104)，所述探针底座(103)设于所述导光体(101)的底部，所述硅微悬臂(104)与所述探针底座(103)连接。

3.根据权利要求2所述的高动态响应的浮选光测力系统，其特征在于，所述硅微悬臂(104)的一端与所述探针底座(103)的端部连接，所述硅微悬臂(104)的另一端用于连接颗粒或气泡。

4.根据权利要求2所述的高动态响应的浮选光测力系统，其特征在于，所述导光体(101)的底部设有倾斜槽(105)，所述探针底座(103)设置在所述倾斜槽(105)中。

5.根据权利要求2-4任一项所述的高动态响应的浮选光测力系统，其特征在于，所述微形变检测杠杆放大单元(200)包括夹持构件(201)和激光调节组件(202)，所述夹持构件(201)的一端与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢耀文，刘秦杉，桂夏辉，任玺冰，成宇龙，刘敏，杨学松，杨海昌，曹亦俊，刘炯天，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：