專利名稱：一種多物理量的集成化微型實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于生物學(xué)及微/納米器件研究的一種多物理量的集成化微型實(shí)驗(yàn)裝置。
正如大多數(shù)領(lǐng)域內(nèi)學(xué)者們所逐漸認(rèn)同的那樣，二十一世紀(jì)是生物學(xué)世紀(jì)，如今很難找到一門完全獨(dú)立于生命科學(xué)的學(xué)科，對(duì)生命科學(xué)的涉足和探索已經(jīng)成為各門學(xué)科取得重大進(jìn)展的關(guān)鍵契機(jī)之一，由此應(yīng)運(yùn)出現(xiàn)了許多新興領(lǐng)域如生物電學(xué)、磁學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)及熱學(xué)等以及這些學(xué)科的交叉學(xué)科如生物電磁學(xué)、生物光熱學(xué)等。其宗旨可概括為揭示各類物理因素(主要如電、磁、聲、光、熱等)對(duì)生命系統(tǒng)在各種宏、微尺度水平上的影響規(guī)律，并將有關(guān)成果充分地應(yīng)用于醫(yī)學(xué)生物學(xué)實(shí)踐，從而造福人類。而這些探索活動(dòng)中最重要的一個(gè)步驟是營(yíng)建合適的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。比如研究電的生物學(xué)效應(yīng)時(shí)，要建立方便可調(diào)的電場(chǎng)環(huán)境；而研究磁學(xué)效應(yīng)時(shí)，則要有相應(yīng)的磁環(huán)境；而考察生物熱效應(yīng)，則需建立相應(yīng)的冷熱環(huán)境，等等。所以，獲得相應(yīng)物理環(huán)境是研究各物理因子的生物效應(yīng)的首要步驟。然而，我們注意到，以往此類裝置大多僅具備單一功能，即要么提供電場(chǎng)特性，要么僅具備熱場(chǎng)效應(yīng)，而且設(shè)備往往趨于龐大，價(jià)格昂貴，操作復(fù)雜。目前在市場(chǎng)上尚無同時(shí)兼具多物理量的集成化微型實(shí)驗(yàn)裝置。
近二三十年來自然科學(xué)與工程技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)是朝微型化邁進(jìn)，具體體現(xiàn)為微/納米科學(xué)的相繼誕生，由此產(chǎn)生了一系列重要器件如各式各樣的微電子機(jī)械系統(tǒng)、納米器件等。微器件以其價(jià)格低廉和性能卓越而對(duì)世人產(chǎn)生了不可阻擋的誘惑力。各類微系統(tǒng)的尺寸正被超乎尋常地降低而同時(shí)它們卻保持了與原有大系統(tǒng)相同甚至更好的性能。實(shí)際上，建立盡可能緊湊的系統(tǒng)多年來一直是工程實(shí)踐的主旋律，人們?yōu)榇俗鞒龅呐梢杂萌蚧募夹g(shù)創(chuàng)新來衡量。為能制造出充分復(fù)雜而精細(xì)的系統(tǒng)，無數(shù)的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)被投入此項(xiàng)技術(shù)的研究。如過去司空見慣的龐大光學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)目前已可作成相當(dāng)緊湊的集成化微光路系統(tǒng)，其完成的功能可與大系統(tǒng)相匹敵，而價(jià)格則相當(dāng)便宜，且操作十分簡(jiǎn)便。此外，也有其它一些微系統(tǒng)相繼問世，如微能源系統(tǒng)、微型傳感器等等。
物理因子對(duì)生物樣品或微/納米器件會(huì)產(chǎn)生重要的影響。以下先從熱效應(yīng)的角度并以生物樣品為對(duì)象闡述建立實(shí)驗(yàn)環(huán)境的重要性。我們知道，生物熱醫(yī)學(xué)技術(shù)均涉及大量的熱效應(yīng)問題，從本質(zhì)上講，溫度對(duì)生命系統(tǒng)的影響同時(shí)體現(xiàn)在納米(分子)及微米(細(xì)胞)尺度，而這種影響又反映到組織的宏觀尺度上。熱科學(xué)在生物醫(yī)學(xué)工程上的角色歸納為研究生命系統(tǒng)內(nèi)的細(xì)觀和微觀傳熱問題，揭示各種熱物理因素對(duì)生命系統(tǒng)在微尺度水平上的影響規(guī)律，并將有關(guān)成果充分地應(yīng)用于臨床實(shí)踐。其研究必將對(duì)理解生命的設(shè)計(jì)、生物對(duì)各種冷熱環(huán)境的響應(yīng)、各種工業(yè)產(chǎn)品熱安全標(biāo)準(zhǔn)的建立、發(fā)展極端溫度下的熱保護(hù)裝置及大量的臨床熱應(yīng)用產(chǎn)生重要的影響。可以認(rèn)為，在眾多的物理因素(如電、磁、聲、光、熱等)中，溫度顯著地影響著微尺度水平上的生命行為，自然界的長(zhǎng)期演化使得各種生物均有其最適宜生存的溫度范圍，一旦環(huán)境溫度發(fā)生改變，則往往會(huì)帶來一系列后果。正常的哺乳動(dòng)物只能在一個(gè)十分狹窄的溫度范圍內(nèi)生存。然而在地球表面的大氣溫度、海水凍結(jié)溫度及沸騰溫度之間，如南極地帶及海底火山口均存在有生命，這說明溫度與生命的關(guān)系是多樣化的。因而研究溫度的生物學(xué)作用規(guī)律具有重要意義，如微尺度熱醫(yī)學(xué)工程的首要任務(wù)就在于充分揭示溫度對(duì)細(xì)胞生命活動(dòng)的作用規(guī)律。細(xì)胞是最小的生命組成單元，一個(gè)細(xì)胞即是一個(gè)有機(jī)體，其外部由脂雙層膜組成，內(nèi)部則含有細(xì)胞內(nèi)溶液——細(xì)胞質(zhì)，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)又分為若干個(gè)細(xì)胞器。許多細(xì)胞如血液細(xì)胞、造血干細(xì)胞、生殖細(xì)胞受冷、熱因素影響的研究具有重要意義。因而通過合適的溫控技術(shù)，開展相關(guān)的生物熱學(xué)實(shí)驗(yàn)具有重要意義?？傊?xì)胞尺度范圍內(nèi)的傳熱傳質(zhì)研究一直是諸多領(lǐng)域關(guān)注的重要課題，也已取得一定進(jìn)展，但與其工程應(yīng)用相比，基礎(chǔ)研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于臨床實(shí)踐，就各種物理因子引起的生物學(xué)的一系列物理、化學(xué)行為進(jìn)行研究，具有重要意義，但迄今對(duì)此機(jī)制的認(rèn)識(shí)仍嚴(yán)重匱乏，原因一方面是工程手段的介入遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，同時(shí)又缺乏完備的科學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，也在于缺乏對(duì)微小生物樣品狀態(tài)的準(zhǔn)確控制，限制了進(jìn)一步拓展的空間?？梢灶A(yù)見，結(jié)合微米/納米熱科學(xué)的研究手段揭示生命現(xiàn)象必將是一個(gè)激動(dòng)人心的領(lǐng)域。本多物理量的集成化微型實(shí)驗(yàn)裝置有助于全面考察各物理因子的生物學(xué)效應(yīng)及微/納米器件的工作特性，因?yàn)槲⑿∑骷O其敏感于外界場(chǎng)的改變。對(duì)微實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建立具有重要的意義。
以上以熱對(duì)生物學(xué)作用機(jī)制為例闡述了建立微環(huán)境實(shí)驗(yàn)室的重要性，顯然，其它物理因子如電、磁、聲、光等也都會(huì)產(chǎn)生形形色色的生物學(xué)效應(yīng)，因內(nèi)容較多，在此不一而足，但從上面對(duì)生物熱效應(yīng)的闡述可見，建立具備這些物理場(chǎng)效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置必然會(huì)大大有助于微尺度生物學(xué)、微/納米器件研究的開展。
本實(shí)用新型的目的就在于，為適應(yīng)上述實(shí)驗(yàn)的需要，而建立一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，而且使用方便，操作十分簡(jiǎn)便的集電磁聲光熱功能于一體的多物理量的集成化微型實(shí)驗(yàn)裝置。
本實(shí)用新型的實(shí)施方案如下本實(shí)用新型提供的多物理量的集成化微型實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于包括一對(duì)彼此相對(duì)設(shè)置的第一封裝件；一對(duì)彼此相對(duì)設(shè)置的第二封裝件；一對(duì)彼此相對(duì)設(shè)置的第三封裝件；分別封裝在第一封裝件中的用于產(chǎn)生和調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)電場(chǎng)的一對(duì)導(dǎo)電板；分別封裝在第二封裝件中的用于產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)磁場(chǎng)的一對(duì)磁性材料板；設(shè)置在一個(gè)第三封裝件上的用于產(chǎn)生和調(diào)節(jié)照射實(shí)驗(yàn)樣品的激光發(fā)生裝置；設(shè)置在另一個(gè)第三封裝件上的制冷裝置；第一、第二、第三封裝件圍成的樣品室；本實(shí)用新型提供的多物理量的集成化微型實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)一步包括溫度傳感裝置，它被設(shè)置在其上設(shè)置有制冷裝置的第三封裝件上；所述的制冷裝置由多級(jí)半導(dǎo)體制冷元件組成；所述制冷裝置的熱端設(shè)有肋片和固定有一個(gè)將風(fēng)向吹向肋片的風(fēng)扇；所述的溫度傳感裝置設(shè)置在半導(dǎo)體制冷元件上；本實(shí)用新型的多物理量的集成化微型實(shí)驗(yàn)裝置，還包括一厚壁圓筒，所述集成化微型實(shí)驗(yàn)裝置容放在厚壁圓筒中，以隔斷外界干擾；
所述的第一、第二封裝件均帶有底座，第一、第二封裝件通過安裝在其下端d的轉(zhuǎn)軸與各自底座上的轉(zhuǎn)軸孔相連，轉(zhuǎn)軸帶著第一、第二封裝件在轉(zhuǎn)軸孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；第三封裝件包括一個(gè)頂板和一個(gè)底板，底板上設(shè)有相互垂直的兩對(duì)橫向?qū)虿酆涂v向?qū)虿?，第一、第二封裝件的底座上設(shè)有與該導(dǎo)向槽匹配的導(dǎo)向滑塊，導(dǎo)向滑塊帶著第一、第二封裝件在導(dǎo)向槽內(nèi)滑動(dòng)；頂板上安裝有激光發(fā)生裝置、發(fā)聲裝置，激光發(fā)生裝置為半導(dǎo)體激光器，發(fā)聲裝置為蜂鳴器；頂板上還設(shè)有透光孔。
本實(shí)用新型的第一封裝件中的兩導(dǎo)電板分別連接到電源的正負(fù)極上，兩導(dǎo)電板之間的相對(duì)位置、角度可通過底座上設(shè)置的轉(zhuǎn)軸、滑槽改變，由此獲得不同的電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)分布，關(guān)閉電源后，樣品室內(nèi)電場(chǎng)即為零；磁場(chǎng)控制與電場(chǎng)控制類似第二封裝件中設(shè)有產(chǎn)生磁場(chǎng)的兩磁性材料板，而且兩磁性材料板之間的相對(duì)位置、角度可通過底座上設(shè)置的轉(zhuǎn)軸、滑槽改變，由此獲得不同的磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)分布，取下磁性材料板后，樣品室內(nèi)即無磁場(chǎng)；在光控制方面本實(shí)用新型采用多個(gè)微小半導(dǎo)體激光器實(shí)現(xiàn)，半導(dǎo)體體激光器插接到第三封裝件頂板上的插孔內(nèi)，可對(duì)樣品實(shí)施光照作用，可單獨(dú)選用，也可將多束光線聚集到樣品來實(shí)現(xiàn)不同的光場(chǎng)效應(yīng)。
在聲音的調(diào)整方面采用蜂鳴器實(shí)現(xiàn)，該蜂鳴器可通過一定的微處理芯片產(chǎn)生不同的音響效果。
本實(shí)用新型提供的溫度環(huán)境由半導(dǎo)體制冷元件組成的平板式制冷器安裝在第三封裝件的底板上對(duì)樣品室內(nèi)產(chǎn)生制冷效果。
綜上所述，所有組成本實(shí)驗(yàn)裝置的元件均可在連通電源后即可開始工作，且各自的強(qiáng)度可通過電流或電壓大小的調(diào)節(jié)、以及位置調(diào)整來實(shí)現(xiàn)，所以使用起來十分方便，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，而且操作十分簡(jiǎn)便，是一種集電磁聲光熱于一體的多物理量的集成化微型實(shí)驗(yàn)裝置。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步描述本實(shí)用新型


圖1所示是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為半導(dǎo)體制冷元件及肋片散熱器、溫度傳感器位置關(guān)系示意圖；圖3為第一封裝件3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為第二封裝件4的結(jié)構(gòu)示意圖圖5為底座1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為第一封裝件3的底座16及滑塊19的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為第二封裝件4與底座16的連接結(jié)構(gòu)示意圖；其中底板1 制冷裝置2第一封裝件3 第一封裝件殼體31導(dǎo)電板32第二封裝件4第二封裝件殼體41磁性材料板42支撐腳27透光孔8激光發(fā)生裝置9 發(fā)聲裝置10橫向滑槽11 溫度傳感裝置13散熱肋片14 半導(dǎo)體制冷元件15底座16 轉(zhuǎn)軸孔17轉(zhuǎn)軸18 縱向滑槽12
滑塊19 頂板5由圖可知，本實(shí)用新型提供的多物理量的集成化微型實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于包括一對(duì)彼此相對(duì)設(shè)置的第一封裝件3；一對(duì)彼此相對(duì)設(shè)置的第二封裝件4；一對(duì)彼此相對(duì)設(shè)置的第三封裝件；分別封裝在第一封裝件3中的用于產(chǎn)生和調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)電場(chǎng)的一對(duì)導(dǎo)電板32；分別封裝在第二封裝件4中的用于產(chǎn)生和調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)磁場(chǎng)的一對(duì)磁性材料板42設(shè)置在一個(gè)第三封裝件上的用于產(chǎn)生和調(diào)節(jié)照射實(shí)驗(yàn)樣品激光的激光發(fā)生裝置9；設(shè)置在另一個(gè)第三封裝件上的制冷裝置2；第一、第二、第三封裝件圍成的樣品室；本實(shí)用新型的多物理量的集成化微型實(shí)驗(yàn)裝置，包括溫度傳感裝置13，它被設(shè)置在其上設(shè)置有所述制冷裝置2的第三封裝件上；所述的制冷裝置由多級(jí)半導(dǎo)體制冷元件15組成；所述制冷裝置2的熱端設(shè)有散熱肋片14和固定有一個(gè)將風(fēng)向吹向散熱肋片14的風(fēng)扇(圖中未示)；所述的溫度傳感裝置13設(shè)置在半導(dǎo)體制冷元件15上；本實(shí)用新型的多物理量的集成化微型實(shí)驗(yàn)裝置還可進(jìn)一步包括具有厚壁的圓筒，所述集成化微型實(shí)驗(yàn)裝置容放在圓筒中；所述的第一、第二封裝件3和4均帶有底座16，第一、第二封裝件通過安裝在其下端轉(zhuǎn)軸18與各自底座16上的轉(zhuǎn)軸孔17相連，轉(zhuǎn)軸18帶著第一、第二封裝件3和4在轉(zhuǎn)軸孔17內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；第三封裝件包括一個(gè)頂板5和一個(gè)底板1，底板1上設(shè)有相互垂直的兩對(duì)橫向?qū)虿?1和縱向?qū)虿?2，第一、第二封裝件的底座16上設(shè)有與該導(dǎo)向槽匹配的導(dǎo)向滑塊19，導(dǎo)向滑塊19帶著第一、第二封裝件3和4在導(dǎo)向槽11和12內(nèi)滑動(dòng)；頂板5上安裝有激光發(fā)生裝置9、發(fā)聲裝置10，激光發(fā)生裝置9為半導(dǎo)體激光器，發(fā)聲裝置10為蜂鳴器；頂板5上還設(shè)有透光孔8。
由
圖1可知，第一封裝件3包括有機(jī)玻璃制成的方形第一封裝件殼體31和插裝于其內(nèi)的導(dǎo)電板32，第一封裝件殼體31的下端設(shè)有轉(zhuǎn)軸18，轉(zhuǎn)軸18插入底座16上的轉(zhuǎn)軸孔17內(nèi)，第一封裝件3隨轉(zhuǎn)軸18在轉(zhuǎn)軸孔17內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)；同樣，第二封裝件4包括有機(jī)玻璃制成的方形第二封裝件殼體41和插裝于其內(nèi)的磁性材料板42，第二封裝件殼體41的下端設(shè)有轉(zhuǎn)軸18，轉(zhuǎn)軸18插入底座16上的轉(zhuǎn)軸孔17內(nèi)，第二封裝件4隨轉(zhuǎn)軸18在轉(zhuǎn)軸孔17內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸18可繞轉(zhuǎn)軸孔17可做360度的轉(zhuǎn)動(dòng)；第三封裝件的方形底板1的上端面上設(shè)置相互垂直的橫向滑槽11和縱向滑槽12，安裝有第一封裝件3和第二封裝件4的底座16分別插入橫向滑槽11和縱向滑槽12 中，并可在橫向滑槽11和縱向滑槽12中滑動(dòng)；制冷裝置2安裝在第三封裝件的方形底板1的上端面上，第三封裝件的方形頂板5上安裝一個(gè)或多個(gè)激光裝置9，激光裝置9可為半導(dǎo)體激光裝置；頂板5上還設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)透光孔8和蜂鳴器10；制冷裝置2由多級(jí)半導(dǎo)體制冷元件15組成，其熱端設(shè)有散熱肋片14和固定有一個(gè)將風(fēng)向吹向散熱肋片14的風(fēng)扇(圖中未示)；本實(shí)用新型設(shè)置的散熱肋片14上的熱量通過小風(fēng)扇將熱量迅速移走，可保證整個(gè)裝置的安全使用并提高降溫效果，該散熱肋片14可為類似于冷卻計(jì)算機(jī)芯片所用的散熱肋片，半導(dǎo)體制冷元件15僅需電源即可工作，可通過改變電流方向而實(shí)現(xiàn)降溫或加熱功能，從而能較好地滿足對(duì)不同樣品進(jìn)行升降溫的要求。溫度傳感裝置13鑲嵌(或焊接)在制冷裝置2的上側(cè)，以監(jiān)測(cè)樣品臺(tái)的溫度從而控制降溫或升溫過程；只需開通第一封裝件3的電源，即可產(chǎn)生相當(dāng)復(fù)雜的電場(chǎng)分布，滿足多種實(shí)驗(yàn)的需要，兩金屬導(dǎo)電板31之間的相對(duì)位置、角度可通過底座上設(shè)置的轉(zhuǎn)軸、滑槽改變，獲得不同的電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)分布，關(guān)閉電源后，樣品室內(nèi)電場(chǎng)即為零。電源可用直流，也可采用交流電，其電壓大小可在1V-30V之間或更大范圍，但以安全為主。
本實(shí)用新型的第二封裝件4的磁性材料板41采用永磁體，其形狀可為圓形薄片或方形薄片，可采用同第一封裝件3同樣的結(jié)構(gòu)，通過改變其間的相對(duì)位置、角度獲得多種多樣的磁場(chǎng)分布，若實(shí)驗(yàn)無需磁場(chǎng)，則只需將永磁體磁性材料板41取下即可，此時(shí)樣品室內(nèi)即為無磁場(chǎng)情形。
在光源的調(diào)整方面，采用多個(gè)自帶電源的微小半導(dǎo)體激光裝置(直接購(gòu)買即可，并可選擇不同參數(shù))實(shí)現(xiàn)，半導(dǎo)體激光裝置插接在第三封裝件上的插空內(nèi)，對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品實(shí)施光照作用，可單獨(dú)選用，也可將多束光線聚集到樣品來實(shí)現(xiàn)不同的光場(chǎng)效應(yīng)。當(dāng)然，也可采用自然光，因有機(jī)玻璃是透明的，外界光線會(huì)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)空間；反之，若不需外光，可將整套裝置置入厚壁且遮光的金屬圓筒內(nèi)，即可將外界光照隔開。聲音的調(diào)整也與此類似，本實(shí)用新型采用蜂鳴器10實(shí)現(xiàn)，也將發(fā)聲裝置10(蜂鳴器)插接到樣品室頂層的插孔內(nèi)，在接通電源后該蜂鳴器可通過一定的微處理芯片產(chǎn)生不同的音響效果。
本實(shí)用新型提供的熱環(huán)境，包括由半導(dǎo)體制冷元件15組成的平板式制冷裝置2，制冷器2采用由Peltier元件構(gòu)成的器件，市場(chǎng)上可容易購(gòu)得不同面積及功率的制冷器，選用即可。為進(jìn)一步加大制冷器熱端的散熱效果，本實(shí)用新型在該面設(shè)有散熱肋片，并布置一小風(fēng)扇進(jìn)行鼓風(fēng)，通過迫使肋片周圍空氣對(duì)流將肋表面上熱量迅速移走，由此可保證整個(gè)裝置的安全使用并提高降溫效果，該散熱肋片完全類似于冷卻計(jì)算機(jī)芯片所用的肋片系統(tǒng)，因而直接選購(gòu)即可。若需要對(duì)制冷器2上側(cè)的研究對(duì)象進(jìn)行加熱，只需改變電流方向即可。由于采用半導(dǎo)體制冷元件并僅需電源即可工作，本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可通過改變電流方向而實(shí)現(xiàn)降溫或加熱功能，從而能較好地滿足對(duì)不同樣品進(jìn)行升降溫的要求。本系統(tǒng)的溫度傳感器13鑲嵌(或焊接)在制冷裝置2的上側(cè)，以監(jiān)測(cè)樣品臺(tái)的溫度從而控制降溫或升溫過程。半導(dǎo)體制冷片2尺寸控制在1cm×1cm×0.3cm到10cm×10cm×2cm之間。半導(dǎo)體制冷元件15安裝在底板1的中央，二者可通過一定的螺釘固定，但應(yīng)保證散熱肋片14的底側(cè)暴露在空氣中，以方便散熱。為此，底板1上在四周角上設(shè)置支撐腳20，也由有機(jī)玻璃制成，底座1為方形，其尺寸可在2cm×2cm×0.5cm到10cm×10cm×2cm之間，由有機(jī)玻璃制成。其上共設(shè)置兩對(duì)倒T形滑道，供電極或磁極之間距離的變換。且這樣的結(jié)構(gòu)還允許電極及磁極之間的相互調(diào)整，既可單獨(dú)產(chǎn)生電場(chǎng)，也可單獨(dú)獲得磁場(chǎng)，或者是這兩種場(chǎng)之間的組合，所以，本裝置給出的結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)相當(dāng)復(fù)雜的電磁場(chǎng)模式。
由上所述，本實(shí)用新型采用的所有組件均不涉及除電源之外的能源機(jī)構(gòu)，無復(fù)雜電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，各種場(chǎng)(電、磁、聲、光、熱)控制范圍廣，且只需插接電源即可使用，其響應(yīng)速度較快，精度較高，制作相對(duì)容易，數(shù)據(jù)采集及處理十分方便。比較有利于不同生物學(xué)或微/納米器件性能研究。
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究時(shí)，將生物樣品或微/納米器件置于基座1的中心，可根據(jù)需要將本裝置按
圖1組裝或選用其中的某些部分，根據(jù)需要開通控制電、磁、光、或熱效應(yīng)中的一種電路或其中的某些組合，并對(duì)各自強(qiáng)度加以調(diào)整選擇，然后接通有關(guān)元件記錄某些數(shù)據(jù)。通過調(diào)整有關(guān)電壓大小及配合各滑動(dòng)件的位置及轉(zhuǎn)角，即可獲得不同的電、磁、聲、光、熱場(chǎng)強(qiáng)度。結(jié)合有關(guān)實(shí)驗(yàn)要求和觀察記錄，即可對(duì)因這些不同外場(chǎng)引起的生物學(xué)效應(yīng)或微/納米器件運(yùn)行規(guī)律作出判斷。
權(quán)利要求1.一種多物理量的集成化微型實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于包括一對(duì)彼此相對(duì)設(shè)置的第一封裝件；一對(duì)彼此相對(duì)設(shè)置的第二封裝件；一對(duì)彼此相對(duì)設(shè)置的第三封裝件分別封裝在第一封裝件中的用于產(chǎn)生和調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)電場(chǎng)的一對(duì)導(dǎo)電板；分別封裝在第二封裝件中的用于產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)磁場(chǎng)的一對(duì)磁性材料板設(shè)置在一個(gè)第三封裝件上的用于產(chǎn)生和調(diào)節(jié)照射實(shí)驗(yàn)樣品的激光發(fā)生裝置；設(shè)置在另一個(gè)第三封裝件上的制冷裝置；第一、第二、第三封裝件圍成的樣品室。
2.按權(quán)利要求1所述的多物理量的集成化微型實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于進(jìn)一步包括溫度傳感裝置，它被設(shè)置在其上設(shè)置有制冷裝置的第三封裝件上。
3.按權(quán)利要求1所述的多物理量的集成化的微型實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的制冷裝置由多級(jí)半導(dǎo)體制冷元件組成。
4.按權(quán)利要求3所述的多物理量的集成化微型實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述制冷裝置的熱端設(shè)有肋片和固定有一個(gè)將風(fēng)向吹向肋片的風(fēng)扇。
5.按權(quán)利要求2所述的多物理量的集成化微型實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的溫度傳感裝置設(shè)置在半導(dǎo)體制冷元件上。
6.按權(quán)利要求1-5中任何一項(xiàng)所述的多物理量的集成化微型實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一厚壁圓筒，所述集成化微型實(shí)驗(yàn)裝置容放在厚壁圓筒中。
7.按權(quán)利要求1-5中任何一項(xiàng)所述的多物理量的集成化微型實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于第一、第二封裝件均帶有底座，第一、第二封裝件通過安裝在其下端轉(zhuǎn)軸與各自底座上的轉(zhuǎn)軸孔相連，轉(zhuǎn)軸帶著第一、第二封裝件在轉(zhuǎn)軸孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)第三封裝件包括一個(gè)頂板和一個(gè)底板，底板上設(shè)有相互垂直的兩對(duì)橫向?qū)虿酆涂v向?qū)虿郏谝?、第二封裝件的底座上設(shè)有與該導(dǎo)向槽匹配的導(dǎo)向滑塊，導(dǎo)向滑塊帶著第一、第二封裝件在導(dǎo)向槽內(nèi)滑動(dòng)；頂板上安裝有激光發(fā)生裝置、發(fā)聲裝置，激光發(fā)生裝置為半導(dǎo)體激光器，發(fā)聲裝置為蜂鳴器頂板上還設(shè)有透光孔。
專利摘要本實(shí)用新型涉及的多物理量的集成化微型實(shí)驗(yàn)裝置,包括;彼此相對(duì)設(shè)置的一對(duì)第一封裝件;一對(duì)第二封裝件;一對(duì)第三封裝件;分別封裝在第一封裝件中的一對(duì)導(dǎo)電板;分別封裝在第二封裝件中的一對(duì)磁性材料板;設(shè)置在一個(gè)第三封裝件上的激光發(fā)生裝置;設(shè)置在另一個(gè)第三封裝件上的制冷裝置;第一、第二、第三封裝件圍成樣品室,整套裝置只需電源即可工作,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉且操作十分簡(jiǎn)便,是一種集成化的微型多功能實(shí)驗(yàn)裝置。
文檔編號(hào)B01L99/00GK2464442SQ01201760
公開日2001年12月12日 申請(qǐng)日期2001年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月20日
發(fā)明者劉靜, 周一欣 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所