[發明專利]流體設備

有效

• 申請號: 202110857422.0
• 申請日: 2021-07-28
• 公開（公告）號: CN114076621B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 小島力;小野木智英;清瀨攝內;宮坂滿;佐佐木美緒
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: G01F1/667
• 分類號: G01F1/667;B06B1/06
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李丹

本發明提供了能夠提高超聲波相對于流體的傳遞效率的流體設備。流體設備(10)具備：流路(20)，供流體(S)流通；以及超聲波元件(44)，通過向流體發送超聲波，使流路內的流體沿著與流體的流通方向正交的第一方向產生駐波(SW)，超聲波元件具有：振動部(421)，具有與流體接觸的流體接觸面(422)；以及壓電元件(43)，設置于振動部，使振動部向流體接觸面的法線方向撓曲振動，在將法線方向上的振動部的厚度設為t，將流體的介質的音速設為C，將在振動部內傳遞的縱波的平均音速設為C’，將第一方向的流路的尺寸設為L，將駐波的模式次數設為n時，滿足式

技術領域

本發明涉及流體設備。

背景技術

以往，已知有使流體中的微粒子聲音收斂的流體設備。

例如，非專利文獻1所公開的流體設備具備：流路基板，其為形成有流路的玻璃基板等；以及壓電元件，其設置于流路基板。由壓電元件產生的超聲波經由流路基板被傳遞到流路內，使流路內的流體產生駐波。流體中的微粒子通過由駐波形成的壓力梯度而收斂于流路內的規定范圍。

現有技術文獻

非專利文獻

非專利文獻1：太田亙俊(Nobutoshi?Ota)，其他6名，“微流體設備減薄對于微納米粒子的聲音聚焦的增強(Enhancement?in?acoustic?focusing?of?micro?andnanoparticles?by?thinning?a?microfluidic?device)”，2019年12月，皇家學會開放科學(Royal?Society?Open?Science)，第6卷，第2號，報道號181776

發明內容

但是，在上述非專利文獻1所記載的流體設備中，流體的聲音阻抗與流路基板的聲音阻抗之差較大，因此由壓電元件產生的超聲波在從流路基板向流體傳播時，大部分的超聲波在流路基板與流體的邊界反射。由此，超聲波相對于流體的傳遞效率降低，其結果為，為了產生駐波，施加于壓電元件的驅動電壓、驅動頻率增大。

本公開的一個方式所涉及的流體設備具備：流路，供流體流通；以及超聲波元件，通過向所述流體發送超聲波，使所述流路內的所述流體沿著與所述流體的流通方向正交的第一方向產生駐波，所述超聲波元件具有：振動部，具有與所述流體接觸的流體接觸面；以及壓電元件，設置于所述振動部，使所述振動部向所述流體接觸面的法線方向撓曲振動，在將所述法線方向上的所述振動部的厚度設為t，將所述流體的介質的音速設為C，將在所述振動部內傳遞的縱波的平均音速設為C’，將所述第一方向上的所述流路的尺寸設為L，將所述駐波的模式次數設為n時，滿足下式：

附圖說明

圖1是示意性地表示第一實施方式的流體設備的一部分的剖視圖。

圖2是圖1的A-A線向視剖視圖。

圖3是示意性地表示第二實施方式的流體設備的一部分的剖視圖。

圖4是圖3的B-B線向視剖視圖。

圖5是示意性地表示第三實施方式的流體設備的一部分的剖視圖。

圖6是圖5的C-C線向視剖視圖。

附圖標記說明

10、10A、10B…流體設備，20…流路，30…流路基板，31…上側壁部，311…貫通孔，32…下側壁部，33…側方壁部，331…貫通孔，34…側方壁部，40…超聲波產生部，41…元件基板，411…開口部，42…振動膜，421…振動部，422…流體接觸面，43…壓電元件，44…超聲波元件，51…壓力室，52…連通路，H…流路深度，L…流路寬度，M…微粒子，N…波節，A…波腹，RA…波腹區域，RN…波節區域，S…流體，SW…駐波，t…振動部的厚度，W…振動部的短邊方向的尺寸。

具體實施方式