[發明專利]一種基于光阱剛度標定的液體粘滯度測量裝置及其方法

在審

• 申請號: 202111138547.4
• 申請日: 2021-09-27
• 公開（公告）號: CN113884408A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 于凌堯;胡徐錦;尹君;賈源;王少飛;陳宏宇;苑立波
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于光阱剛度標定的液體粘滯度測量裝置及其方法。其特征是：所述系統由激光光操控功能模塊和光束定位功能模塊兩部分組成。所述系統主要由激光光源1和7，掃描振鏡2，雙色鏡3、8和10，顯微物鏡4、9和11，培養皿5，微珠6，四象限探測器12，PC電腦端13，掃描振鏡控制器14，光源15和CCD相機16組成。

2.根據權利要求1所述的一種基于光阱剛度標定的液體粘滯度測量裝置及其方法。激光光操控功能模塊主要由激光光源1；掃描振鏡2；雙色鏡3；顯微物鏡4；培養皿5；微珠6；PC電腦端13和掃描振鏡控制器14組成。激光光源1輸出的激光光束作為操控光經掃描振鏡2和雙色鏡3反射進入顯微物鏡4產生聚焦光阱，捕獲懸浮于培養皿5內已知溶液中的微珠6。培養皿中的已知溶液更換成待測溶液，由PC電腦端13向掃描振鏡控制器14發送控制信號控制掃描振鏡2沿箭頭方向偏轉，實現顯微物鏡焦平面上光阱的往復運動，使微珠6受迫振動。

3.根據權利要求1所述的一種基于光阱剛度標定的液體粘滯度測量裝置及其方法。光束定位功能模塊主要由激光光源7，雙色鏡8和10，顯微物鏡9和11，四象限探測器12和PC電腦端13組成。激光光源7輸出的激光光束作為探測光經雙色鏡8反射進入顯微物鏡9照射微珠6，由顯微物鏡4收集前向探測信號，再通過雙色鏡3由雙色鏡10反射進入顯微物鏡11投射在四象限探測器12上，光斑大小占其探測區域總面積的一半左右。由四象限探測器12測得四相模擬電壓信號通過PC電腦端13計算獲得微珠6的動態位置信息。

4.根據權利要求1所述的一種基于光阱剛度標定的液體粘滯度測量裝置及其方法。本發明涉及的光阱剛度標定是通過四象限探測器12記錄已知溶液中微珠6在光鑷捕獲力的作用下布朗運動的時域信號譜，通過PC電腦端13傅里葉變換得到頻域功率譜密度并計算得到功率譜密度拐角頻率，根據光阱剛度與阻力系數的關系得到光阱剛度值。由PC電腦端13向掃描振鏡控制器14發送控制信號控制掃描振鏡2使操控光垂直于光軸做簡諧振動，使待測溶液中的微珠6做同頻率的受迫振動，四象限探測器12測量微珠6的周期運動信號，PC電腦端分析微珠運動信號相對于操控光的相位滯后，計算得到液體的粘滯系數。