液体样本的搅拌器制造技术

一种通过振动的搅拌器，包括环形谐振器（12），通过压电换能器（15，16）将振动应力施加至该环形谐振器。优选的应力形状是环（12）的垂直于其平面的弯曲，从而以相对低的频率激振固有模式。固体环形传送件的使用使得能够令人满意地控制振动，以保持令人满意地传送至待搅拌的样本（7），并且将振动集中在样本上。激振频率是环或容器（6）所固有的频率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】液体样本的搅拌器本专利技术的主题是液体样本的搅拌器，其可以用于通过使微粒分散在其中、加热液体、形成喷雾或者施加足以实现诸如这些微粒的破坏(溶解)的特定机械作用的流体能量来使溶液均匀。采用微粒来表示诸如细胞、细菌的生物微粒、或者此外诸如功能化金属纳米壳(nanoshell)的其他微粒。传统的方法包括使样本受到超声波。这具有多个缺点，其中一个缺点是关于难以将足够的能量传送至样本。实际上，样本封装在容器(tank)中，该容器可以是细的毛细管，该毛细管设置在填充有声传输液体的超声容器中。由于难以建立其特征在于允许将能量令人满意地传输至容器中的液体、特别是限制界面(容器的里面和外面)处的损失的声波(横穿传输液体的压力波)而使得其中几乎全部的能量都损失掉。除了前一缺点之外的另一个缺点在于，尽管如此传送至容器中的液体的能量并不一定产生所寻求的作用，即加热、混合、分散、雾化、溶解或者此外的旋转或离心。因此必须在相当长的时期内消耗大量的能量以实现令人满意的搅拌。机械振动的盲目施加(例如，通过将容器定位在振动膜上)将具有 相同的结果。此外，目前的超声搅拌机不能使搅拌集中在样本的局部部分上。采用聚集来表示使振动应力集中在空间上有限的区域上。同一专利技术人的文献FR-A-2 879 885涉及一种板谐振器，其可以通过外围换能器而经受不同的振动模式，但是其首先被设想为用于将振动传送至环境空气的麦克风板。该板被制造成在其中心较薄，但是连续的，并且其不承受载荷，最重要的，也不是容器。可能施加在板上的弯曲模式本身不能搅拌邻近的液体样本。本专利技术的主要目的是提出一种具有令人满意的效率的液体样本的搅拌器，即，其将很大比例的所消耗的能量有效地传送至容器中的液体，并且通过这种方式实现样本的真正搅拌，引起样本的适当移动或者压力变化。在一般形式中，本专利技术涉及一种液体样本的搅拌器，包括装有样本的容器和振动发生器，其中振动通过中间介质传递至容器，其特征在于，中间介质是环绕容器并与容器结合的固体环谐振器，并且其中，容器附接至环的中心，并且振动发生器包括至少一个压电换能器，该压电换能器安装在环的外围区域中并构造为将环的径向方向上的振动传送至环并传送至容器。因此使用固体传递介质中的振动来实现搅拌。本专利技术的优越性在于这样的事实该振动是环的径向方向(即平行于其主平面)上的大振幅的机械位移，其在20kHz下可以超过10微米。该振动特别适于产生所寻求的搅拌。通过环与用于搅拌的样本之间的界面的这种振动波的传输可以最优化至很高的效率，使得能量损失相对不是很大。特别地通过在20kHz与70kHz之间的优选范围内调节谐振频率,并且通过在这些频率下激振(excite),易于将设备最优化成产生理想的振动。最后，使用环绕容器的环使振动集中或聚集在容器上。采用主平面来表示垂直于环的对称轴线的平面。容器通常将是具有这样的轴线的管该轴线与垂直于环的环的对称轴线大致平行，并且该轴线的一部分，例如中央部分，将被环环绕。将看到的是，特别地通过环的弯曲，导致管的弯曲，并且特别地管的被环环绕的部分的弯曲，该布置能够产生充分的搅拌。尽管振动波仅到达容器和样本的一小部分，但该搅拌可以遍及管的内容物而延续。例如，如果管具有附接至属于搅拌器的固定框架的相对端部，则获得了这些特性。采用大致平行来表示在10度以内平行。谐振器可以附接至框架，特别地，根据优选的可能性，通过弹性结构从框架悬置，或者仅从管悬置而与框架无关。有利的设备在于通过将它们支撑在橡胶盘(隔膜)上将管的端部附接至框架。可以将可互换的管连续地安装在搅拌器中并安装在环的中心孔中。即使管的端部打开，也保持不透水性。该框架可以包括露出(reveal)橡胶盘的孔，这些使得能够使用通过陷入橡胶盘中的中空注射针(needle)来注入并然后移除样本。该布置允许方便地结合在用于液体样本的处理(制备、分析)装置中，并且特别是结合在通常被叫做术语信标(beacon)的漂浮(roaming)装置中。 应该指出的是，管可以与环形成单个件，或者与环分离。管可以在使用一次之后丢弃，这在第一种情形中是方便的，或者在接收第二样本之前清洗，这在第二种情形中是优选的。如果管具有带有螺旋扭曲的内表面，通过使用特定的振动形式，那么可以通过形成与管中的流体的旋转运动结合的平移运动来改进搅拌。如果环从外围至容器逐渐变细，那么实现了另一个改进，以将振动能量集中在少量的样本中，并且在液体的整体运动扩散到容器的剩余部分中之前首先地对液体施加期望的搅拌。根据另一个改进，除了环之外，谐振器包括中心套管，该中心套管的轴线垂直于其中安装有液体容器的环。采用垂直于环的轴线来表示与环的对称轴线大致平行的轴线。如果容器是管状的，那么其形状可以制造成锥形的，以方便紧固。该套管本身导致将振动令人满意地传输至容器的内容物，并且有利于对于搅拌有用的搅拌波的应用。在一个优选的实施方式中，套管从连接的位置朝着环逐渐变细，直到至少一个端部，并且，更有利地，套管具有大致相等的厚度，在其连接至环的地方，套管的厚度为环的厚度的一半，或者套管的厚度为该厚度，取决于其是否通过两个自由端或者单个这样的端部将振动传送至容器，并且在所述端部处为零厚度。本专利技术的另一个方面对适于搅拌的振动的选择。可以看到的是，具有几种类型的有利的振动。由于通过单独地控制的多个分离的谐振器来控制这些振动的选择，因此通过环产生这些振动不会有任何困难。尽管是这样，主要设想产生并施加至样本的振动从环的弯曲获得，即，环的上层扩张，而下层收缩，并且反之亦然，导致在与容器连接的位置处在环的平面外部形成充分的运动，转变成充分的压缩运动，并且因此转变成使容器在套管的端部处的壁弯曲的运动。这些弯曲振动具有的优点在于，它们具有相对低的谐振频率，典型地具有几kHz到几十kHz的数量级，这是有利的，因为它们伴随着更充分的运动。这些弯曲振动可以简单地通过作为圆形物安装在环的表面(上表面或下表面)的外围上的至少一个换能器获得。这些弯曲振动还可以通过将面向彼此的这种换能器定位在两个表面上来获得，并且以相反的相位控制。这些弯曲振动有效地传送至样本并且引起具有充分的机械效果的大振幅压力波。换能器可以传送不同频率的振动。这些换能器可以定位在环的两个相对的表面上，以实现几个同时的振动控制。当换能器遵循环的轴向对称时，例如完全覆盖环的表面，套管端部振动，施加容器紧固运动，这产生随着其在样本内部移动而增大的压缩波，在该样本的中心轴线的区域中达到最大。这些换能器还可以成组地定位在环的外围区域上的弧的相应部分中，传送相位偏移与所述圆的部分之间的角度偏移相同的相同频率的振动。由于套管的旋转倾斜作用，这有利于流体的混合并且，可能地，有利于整个样本中的振动的另一作用的扩散，该布置用于形成流体的整体旋转运动。一个特别受重视的实施方式首先包括位于环的一个表面上的完整圆形换能器，以形成不对称振动模式，该不对称振动模式为具有轴向对称的弯曲的形式，在样本中产生压力波，在样本中产生涉及第一类型的搅拌的机械作用；其次包括位于环的相对表面上的上述压电换能器的组，以形成非轴对称弯曲模式，并且在流体上施加涉及第二类型的搅拌的圆周运动。 磁体可以邻近管并且在特定应用中邻近环，例如以吸附磁性粒子，例如金属纳米壳。磁体于是使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：让皮埃尔·尼科洛夫斯基，西里尔·德拉特雷，
申请(专利权)人：法国原子能及替代能源委员会，
类型：发明
国别省市：