[發明專利]一種基于光聲效應的納米流體防團聚裝置

有效

• 申請號: 201910474925.2
• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN110193319B
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 毛聰;張志康;肖林峰;鐘宇杰;劉子奇;戴家輝;胡永樂
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: B01F11/02
• 分類號: B01F11/02;B01F3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于光聲效應的納米流體防團聚裝置，其特征在于：該裝置是由支承模塊、光聲轉化模塊、運動模塊和控制模塊組成；所述的支承模塊包括：支架(1)和螺釘(2)；支架(1)用于支撐光聲轉化模塊和運動模塊；

所述的光聲轉化模塊包括：納秒激光器(13)、透鏡夾持器(14)、透鏡(12)、石英光纖(11)、光纖夾持器(9)、納米金顆粒(16)、納米金溶液罐(17)和螺栓(19)；納秒激光器(13)固定在固定板(8)上，透鏡夾持器(14)夾住透鏡(12)，光纖夾持器(9)固定石英光纖(11)；由納米金顆粒(16)制成的納米金溶液儲存于納米金溶液罐(17)中，納米金溶液罐(17)通過螺栓(19)固定在石英光纖(11)的下端，并且石英光纖(11)末端纖芯插入納米金溶液中；納秒激光器(13)產生的脈沖激光與納米金溶液罐(17)中的納米金顆粒(16)相互作用，納米金顆粒(16)在脈沖激光的輻照下會經歷快速、周期性的體積膨脹和收縮，從而產生超聲波，實現光聲轉化；在超聲波作用下可以有效防止納米流體(18)中的納米顆粒團聚；

所述的運動模塊包括：伺服電機(5)、燕尾導軌(6)、絲杠螺母(7)、固定板(8)、導軌滑塊(10)和深溝球軸承(15)；燕尾導軌(6)通過螺釘(19)安裝在支架(1)上并且支承運動模塊；絲杠螺母(7)與導軌滑塊(10)連接，并通過深溝球軸承(15)與伺服電機(5)相連；運動模塊有3組，通過3組運動模塊的配合可以實現光聲轉化模塊的上下、左右、前后組合運動，從而可以對各個區域的納米流體(18)進行超聲振動以防止納米顆粒團聚；

所述的控制模塊包括：承載板(3)、CCD(4)和納米流體(18)；CCD(4)實時監測納米流體(18)中的納米顆粒懸浮狀態，當納米顆粒出現團聚時，CCD上面的光敏元件感知到的光信號變弱，會給予計算機控制系統指令，進而啟動運動裝置將光聲轉化模塊移動到團聚區域，光聲轉化模塊發送超聲波驅散團聚的納米顆粒，從而解決了納米流體的團聚問題。

2.根據權利要求1所述的一種基于光聲效應的納米流體防團聚裝置，其特征在于：納秒激光器(13)的波長為527nm，脈寬為150ns，重復頻率為1kHz，平均功率為120～130mW；石英光纖(11)是纖芯直徑為500～1000μm的多模光纖；納米金顆粒(16)的尺寸為40～60nm，所制成的納米金溶液的濃度為0.3～0.6mg/ml；CCD(4)為電荷耦合器，其像敏單元數為5000×1。

3.根據權利要求1所述的一種基于光聲效應的納米流體防團聚裝置，其特征在于：支架(1)、燕尾導軌(6)、固定板(8)和導軌滑塊(10)的材料為鋼材。

4.根據權利要求1所述的一種基于光聲效應的納米流體防團聚裝置，其特征在于：光纖夾持器(9)固定在導軌滑塊(10)上。

5.根據權利要求1所述的一種基于光聲效應的納米流體防團聚裝置，其特征在于：透鏡夾持器(14)的位置可調，能夠適應不同激光的聚焦要求。