針對(duì)壓強(qiáng)可調(diào)流場(chǎng)的顯微成像裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯微成像裝置。更具體地，本發(fā)明涉及一種針對(duì)壓強(qiáng)可調(diào)流場(chǎng)的顯微成像裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]為了了解在不同的壓強(qiáng)下，不同流速對(duì)微納米表面結(jié)構(gòu)的浸潤(rùn)特性的影響，通常需要在定量加壓(減壓)和定量流速下利用顯微成像技術(shù)進(jìn)行測(cè)量?，F(xiàn)有技術(shù)中，通常需要利用光刻硅片的方法得到規(guī)則排列的微米圓柱孔。圖1為一種硅片材料的激光共聚焦顯微鏡二維掃描圖。如圖1所示，微米圓柱孔規(guī)則排列在硅片上，圖中每一個(gè)圓代表一個(gè)微米圓柱孔。圓柱孔直徑為50微米，深度為40微米。針對(duì)水下實(shí)驗(yàn)環(huán)境，觀(guān)測(cè)不同壓強(qiáng)下，流體不同流速對(duì)微結(jié)構(gòu)中氣層的影響。利用激光共聚焦顯微鏡進(jìn)行精確的三維成像測(cè)量。在測(cè)量過(guò)程中，由于要使液體流過(guò)微米孔上表面，且要進(jìn)行加壓減壓，因此，要將硅片放置在可以密封的流道之中。且要保證流道規(guī)則可以使得流場(chǎng)穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種針對(duì)壓強(qiáng)可調(diào)流場(chǎng)的顯微成像裝置，包括:測(cè)壓模塊、施壓模塊、密封流道模塊、管道、以及顯微鏡，其中:施壓模塊通過(guò)管道與密封流道模塊相連，在密封流道模塊充滿(mǎn)流體的情況下向密封流道模塊提供靜水壓強(qiáng)；測(cè)壓模塊包括兩部分，第一部分連接到施壓模塊頂部以測(cè)量施壓模塊頂部所施加的氣壓，第二部分連接到密封流道模塊內(nèi)的流道中樣品附近以測(cè)量流動(dòng)靜壓；以及流道下壁設(shè)置有放置樣品的位置，顯微鏡的鏡頭設(shè)置為面向流道上壁的視窗。
[0004]可選地，該顯微成像裝置還包括可調(diào)速動(dòng)力模塊，連接在施壓模塊與密封流道模塊之間。
[0005]本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種與顯微鏡配合使用的裝置，包括:測(cè)壓模塊、施壓模塊、密封流道模塊、以及管道，其中:施壓模塊通過(guò)管道與密封流道模塊相連，在密封流道模塊充滿(mǎn)流體的情況下向密封流道模塊提供靜水壓強(qiáng)；測(cè)壓模塊包括兩部分，第一部分連接到施壓模塊頂部以測(cè)量施壓模塊頂部所施加的氣壓，第二部分連接到密封流道模塊內(nèi)的流道中樣品附近以測(cè)量流動(dòng)靜壓；以及流道下壁設(shè)置有放置樣品的位置，顯微鏡的鏡頭設(shè)置為面向流道上壁的視窗。
[0006]可選地，該裝置還包括可調(diào)速動(dòng)力模塊，連接在施壓模塊與密封流道模塊之間。
[0007]可選地，施壓模塊包括儲(chǔ)水槽和施壓裝置，儲(chǔ)水槽與所述管道連接，施壓模塊包括高壓空氣瓶或者真空栗，通過(guò)向儲(chǔ)水槽中的流體施壓來(lái)提供靜水壓強(qiáng)。
[0008]可選地，密封流道模塊內(nèi)的流道具有長(zhǎng)方形橫截面，在該流道的入口段包括圓形漸變成長(zhǎng)方形的過(guò)度段，在該流道的出口段包括長(zhǎng)方形漸變圓形的過(guò)度段，該流道沿流向中間區(qū)域下壁包括用于安置待測(cè)樣品的凹陷，該流道在樣品正上方的上壁包括用于設(shè)置視窗的凹陷。
[0009]可選地，在流道的下壁中，分別沿流向在樣品前方和后方垂直于該下壁設(shè)置兩個(gè)測(cè)壓孔。
[0010]可選地，流道由上下兩部分組合構(gòu)成，為有機(jī)玻璃制造。流道的上下兩部分之間用硅膠墊進(jìn)行密封。
[0011]可選地，測(cè)壓模塊的第一部分包括壓力傳感器，通過(guò)導(dǎo)氣管連接到施壓模塊頂部。測(cè)壓模塊的第二部分包括另一壓力傳感器，通過(guò)毛細(xì)管連接到流道。
[0012]可選地，可調(diào)速動(dòng)力模塊包括蠕動(dòng)栗及蠕動(dòng)栗的附加導(dǎo)管。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是一種硅片材料的激光共聚焦顯微鏡二維掃描圖。
[0014]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的針對(duì)壓強(qiáng)可調(diào)流場(chǎng)的顯微成像裝置。
[0015]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯微成像裝置的密封流道示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]本發(fā)明提供了一種針對(duì)壓強(qiáng)可調(diào)流場(chǎng)的顯微成像裝置。如圖2所示，所述裝置包括:測(cè)壓模塊21、施壓模塊22、密封流道模塊23、可調(diào)速動(dòng)力模塊24、管道25、以及顯微鏡
26 ο
[0018]其中，施壓模塊22通過(guò)管道25與密封流道模塊23、可調(diào)速動(dòng)力模塊24相連，將密封流道模塊23、可調(diào)速動(dòng)力模塊24充滿(mǎn)流體，并向其提供靜水壓強(qiáng)。測(cè)壓模塊21分為兩部分，第一部分測(cè)壓模塊_1連接在施壓模塊22頂部，可測(cè)施壓模塊頂部所施加的氣壓，第二部分測(cè)壓模塊_2連接在流道中樣品附近，可測(cè)流動(dòng)靜壓。測(cè)量施壓模塊22的氣壓的測(cè)壓模塊_1包括壓力傳感器，通過(guò)導(dǎo)氣管連接到施壓模塊21，以測(cè)量施壓模塊頂部所施加的氣壓。測(cè)量密封流道內(nèi)流體靜壓的測(cè)壓模塊_2通過(guò)例如內(nèi)徑2_的毛細(xì)管道連接到密封流道，通過(guò)另一壓力傳感器測(cè)量密封流道內(nèi)流體的靜壓?？烧{(diào)速動(dòng)力模塊24為整個(gè)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的、可調(diào)控流速的流動(dòng)?？烧{(diào)速動(dòng)力模塊24包括蠕動(dòng)栗及其附加導(dǎo)管構(gòu)成。通過(guò)調(diào)節(jié)蠕動(dòng)栗，可以精確的調(diào)控流速。
[0019]圖3示出了密封流道模塊23的示意圖。如圖3所示，密封流道模塊23包括一橫截面為長(zhǎng)方形的流道32，由于連接流道的管道25的橫截面為圓形，所以在流道的入口段做了圓形漸變成長(zhǎng)方形的過(guò)度段31，在其出口段做了長(zhǎng)方形漸變圓形的過(guò)度段35，使得流場(chǎng)更加穩(wěn)定。流道沿流向中間區(qū)域底部，安置待測(cè)量的樣品34，樣品正上方，是一個(gè)粘有鍍有光學(xué)增透薄膜的蓋玻片的視窗33，顯微鏡26的共聚焦顯微鏡鏡頭在流場(chǎng)外部、通過(guò)視窗33觀(guān)測(cè)待測(cè)樣品。流道32在靠近樣品處設(shè)置有兩個(gè)測(cè)壓孔(未示出)，測(cè)壓模塊_2可以經(jīng)由該測(cè)壓孔測(cè)量局部水流靜壓。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，施壓模塊22可以包括儲(chǔ)水槽和施壓裝置。儲(chǔ)水槽通過(guò)管道25與可調(diào)速動(dòng)力模塊24和密封流道模塊23連接。施壓裝置例如包括高壓空氣瓶或者真空栗，通過(guò)向儲(chǔ)水槽中的流體施壓來(lái)提供靜水壓強(qiáng)。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，流道32由上下兩部分組合構(gòu)成，為有機(jī)玻璃制造。上下部分之間用硅膠墊進(jìn)行密封，形成流道。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，兩個(gè)測(cè)壓孔分別沿流向位于樣品前方和后方的流道32的下壁中且垂直于該下壁。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，為了使得流道平整，流道安放待測(cè)樣品的位置向下凹陷樣品厚度，使樣品上表面與流道底面平齊。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，為了使得流道平整，流道頂部安放鍍?cè)鐾改どw玻片視窗的位置向上凹陷鍍?cè)鐾改どw玻片的厚度，使蓋玻片下表面與流道頂面平齊。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在蓋玻片兩側(cè)鍍?cè)鐾赣^(guān)測(cè)用激光的增透膜。例如，當(dāng)觀(guān)測(cè)使用561