CN107262172A - 一种润滑油微粒分离装置的设计及制作方法 - Google Patents

一种润滑油微粒分离装置的设计及制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种润滑油微粒分离装置的设计及制作方法，采用在压电基底上直接印刷对称的梯形叉指式电极，形成梯形叉指式宽频带声表面波换能器，在两对称的梯形叉指式电极中间采用激光刻蚀形成微流通道。由于声表面波（SAW）的干扰将产生声表面驻波（SSAW）场，所以当含微粒的润滑油浸入微流通道时，微粒会受到声辐射力作用，使微粒向声压节点移动，从而达到分离微粒的目的，且调节不同的声表面波（SAW）发射频率可分离出不同粒径的微粒。本发明可应用于动力***润滑中微粒分离，可分离粒径10‑60μm的悬浮微粒，监测动力***中润滑油微粒对机械的运动副磨损状况，同时，分离后的机油可重复再利用。

Description

一种润滑油微粒分离装置的设计及制作方法
技术领域
本发明属于机械故障诊断领域，具体涉及一种润滑油微粒分离技术。
背景技术
工程机械的发动机、传动***和液压***都使用润滑油，润滑油是机器设备的“血液”，起着密封、润滑、减磨、冷却、清洗、减震和防腐等重要作用。英国乔斯特摩擦学调查报告指出机械设备表面失效70％的原因是由磨损和腐蚀引起的，主要归因于油品污染和润滑不当；中国工程院2006年的咨询研究项目调查显示，消耗在摩擦、磨损和润滑方面的成本估计年均9500亿元，如果能正确运用摩擦学和润滑知识可节省3270亿元，可以很大程度降低设备故障，减少停机时间带来的损失[1]。检测和研究润滑油中微粒的粒径与组份，可以推断机械部件的磨损程度和磨损类型(如粘着、疲劳、腐蚀等)，控制磨损速度，延长设备使用寿命，避免灾难性突发事故。
润滑油的品质检测和动态分析已成为机械设备诊断和健康评估的重要手段之一。机械正常运行过程中，磨屑微粒大小通常在1-10μm之间，大部分在2μm以下，只有极少数微粒大于15μm，且浓度很低。当过载或者速度过高出现非常规磨损时，微粒尺寸明显增大，可达到10-50μm，少数大于150μm[2]。研究表明[3]，无论是设备零部件运行磨损产生的微粒还是其他污染产生的微粒，均以尺寸在20-30μm的微粒对设备的影响最大，且运行时间越长，磨损微粒越大，低于1μm的微粒对磨损基本不产生影响，而大于100μm的微粒可以采用磁塞检查[4]等方法收集并清除。因此，悬浮于润滑油中的粒径在1-60μm的固体微粒成为监测的焦点，这些悬浮在润滑油中的设备磨损微粒，携带大量有研究价值的信息，这些信息的采集与处理，可用于零部件磨损状况的判别、机器运转状况的评估和设备健康寿命的预测，推断故障可能发生的部位及原因，有效预防灾难性故障的发生[2]。因此对润滑油进行持续的在线监测变得十分紧迫，润滑油检测的传统方法是在实验室采用一些方法来分析，如光谱分析法[5]和铁谱分析法[6]等。传统分析方法虽然可以提供设备零部件磨损的综合信息，检测结果具有一定的准确性，但因技术性太强、检测环境要求严格、设备费用高、测试时间长，易受不确定性因素的影响，即使是富有经验的工程分析人员，检测结果仍然相对离散。这种离线的实验室检测无法提供机器设备健康状况的实时信息，且实验室检测信息的滞后，加大了在役运行设备的事故风险。
近十几年，国外已经研发了一些在线润滑油监测装置，使机械设备的实时诊断成为可能。Hager等(1986)[7]、Pleper等(1988)[8]、Martin等(1989)[9]、Glavas等(1993)[10]应用声发射检测技术，通过反射声波的振幅变化来判断润滑油的油品，但此法易受机械背景声和润滑油温度变化干扰。Keller等(1989)[11]、Flanagan等(1990)[12]、Flynn等(1995)[13]用电容传感器检测润滑油介电常数变化，检测结果常受到油性能及其油环境温度变化而变得十分复杂，而且介电常数的测量无法确定微粒的大小和浓度。1995年，Reintles等[14]实验证实散射计数光学方法能够探测润滑油中粒子，但测量的精度受到粒子光学性质的影响(如：折射率、粒子的形状、油的清晰度及其存在的空泡)。Liu等(2000)[15]进一步改善了电容传感检测方法，不仅能够检测到铁微粒，而且能够检测其它有色金属微粒，但仅能检测微粒直径大于100μm的微粒，对小于100μm的微粒无法检测。Peng等(2005)[16]研究了润滑油与微粒振动之间的关系，通过与振动谱的对比判断设备的磨损状况，判断结果依赖于前期研究的振动谱。Iwai等(2010)[17]利用润滑油磨损碎屑的实时测量进行磨损定量评估，利用在线微粒计数器开发了设备磨损量的定量评估技术，评估过程中将碎屑总量视为测试样本的质量损失，但忽略了润滑油中的污染物及燃烧产物，夸大了磨损程度。Ashish等(2011)[18]利用磁场分频多路技术，采用多通道阻抗脉冲传感器分流，但每一频率需对应单一的通道；Yilmaz等(2011)[19]采用一系列伸缩与扩张方法能分离出9.9μm的微粒，但仅对流速<200mL/min的油液进行微粒集中。Du等(2012)[20]采用平行布置七通道的油碎片磁场传感器监测润滑油中的金属碎片，成功分离出不同流量中微粒尺寸为75μm-105μm和125-150μm的微粒，输出量检测大于单通道7倍，监测微粒尺寸较大。Liang等(2014)[21]提出了一种新的非对称锐化边角方法来监测高流量的微粒集中，这种方法对油流速的敏感度低，可以分离出9.94μm的微粒，但该方法需要布置一系列锐化边角，监测结构较复杂。近年来，国外出现了超声驻波的粒子分离技术[22]，采用超声波分离或聚集技术，有可能获得选择性更高且准确可靠的分析结果，江苏大学本课题组顾建祖等(2014)利用超声驻波场对流体中悬浮微粒产生的横向声辐射力来移动连续流体中的微米级的悬浮粒子进行了预处理初步验证实验[23]，但均采用粘贴SAW法搭建了润滑油分离装置，分离效果不明显，粘贴位置准确性对驻波场的产生有极大的影响，因叉指电极频率固定，分离的粒子粒径也单一。
本发明从力电耦合理论、微粒集中与分离技术实验来发明一种润滑油悬浮微粒集中与分离的操控方法，对称电极及微流通道均采用直接在压电基底上印刷的方式，保证了驻波场产生位置的准确性，且采用梯形叉指式电极的方式，可实现频率可调的目的，从而可分离出不同粒径的粒子。
参考文献
[1]谢友柏.摩擦学科学及工程应用现状与发展战略研究2009:高等教育出版社.
[2]Tucker,J.,T.Galie,A.Schultz,C.Lu,et al.,LASERNET fines opticalwear debris monitor:a Navy shipboard evaluation of CBM enablingtechnology.54th Mach Fail Prev Technol Proc,2000:191-199.
[3]萧汉梁,铁谱技术及其在机械监测诊断中的应用,1993,北京:人民交通出版社.
[4]Showalter,S.,S.Pingalkar,and S.Pasha.Oil debris monitoring inaerospace engines and helicopter transmissions.in Physics and Technology ofSensors (ISPTS),20121st International Symposium on.2012.IEEE.
[5]Tan,C.K.,P.Irving,and D.Mba,Diagnostics and prognostics withacoustic emission,vibration and spectrometric oil analysis for spur gears–acomparative study.Insight-Non-Destructive Testing and Condition Monitoring,2005.47(8):478-480.
[6]Leugner,L.,Use of sediment tests and wear metals analyses tomonitor hydraulic system condition.Lubr.Eng,1987.43(5):365-369.
[7]Hager,H.E.,Fluid property evaluation by piezoelectric crystalsoperating in the thickness shear mode.Chemical Engineering Communications,1986.43(1-3):25-38.
[8]Pieper,K.A.and I.J.Taylor,In-Line Wear Monitor,1989,DTIC Document.
[9]Martin,S.,A.Ricco,T.Niemczyk,and G.Frye,Characterization of SHacoustic plate mode liquid sensors.Sensors and Actuators,1989.20(3):253-268.
[10]Khandaker,I.,E.Glavas,and G.Jones,A fibre-optic oil conditionmonitor based on chromatic modulation.Measurement Science and Technology,1993.4(5):608.
[11]Keller,M.and C.Saba,Monitoring of ester base lubricants bydielectric constant.Lubrication engineering,1989.45(6):347-351.
[12]Flanagan,I.,J.Jordan,and H.Whittington,An inductive method forestimating the composition and size of metal particles.Measurement Scienceand Technology,1990.1(5):381.
[13]Flynn,B.and H.Whittington,Improved transducer design for machinewear debris monitoring.Electronics Letters,1995.31(3):177-179.
[14]Mahon,J.R.R.,M.Duncan,L.Jankersleyl,A.Schultz,et al.,OpticalDebris Monitoring.Vibration Institute,1995:263.
[15]Liu,Y.,Z.Liu,Y.Xie,and Z.Yao,Research on an on-line wearcondition monitoring system for marine diesel engine.Tribology International,2000.33(12):829-835.
[16]Peng,Z.,N.Kessissoglou,and M.Cox,A study of the effect ofcontaminant particles in lubricants using wear debris and vibration conditionmonitoring techniques.Wear,2005.258(11):1651-1662.
[17]Iwai,Y.,T.Honda,T.Miyajima,S.Yoshinaga,et al.,Quantitativeestimation of wear amounts by real time measurement of wear debris inlubricating oil.Tribology International,2010.43(1):388-394.
[18]Jagtiani,A.V.,J.Carletta,and J.Zhe,A microfluidic multichannelresistive pulse sensor using frequency division multiplexing for highthroughput counting ofmicro particles.Journal ofMicromechanics andMicroengineering,2011.21(6):065004.
[19]Yilmaz,N.and B.Morton,Effects of preheating vegetable oils onperformance and emission characteristics oftwo diesel engines.Biomass andBioenergy,2011.35(5):2028-2033.
[20]Du,L.and J.Zhe,Parallel sensing ofmetallic wear debris inlubricants using undersampling dataprocessing.Tribology International,2012.53:28-34.
[21]Fan,L.-L.,Y.Han,X.-K.He,L.Zhao,et al.,High-throughput,single-stream microparticle focusing using a microchannel with asymmetric sharpcorners.Microfluidics andNanofluidics,2014:1-8.
[22]Shi,J.,X.Mao,D.Ahmed,A.Colletti,et al.,Focusing microparticles ina microfluidic channel with standing surface acoustic waves(SSAW).Lab Chip,2008,8(2):221-223.
[23]顾建祖,王侃,骆英,等.基于超声导波的粘性流体中粒子分离初步研究[J].压电与声光,2014,36(2):178-181.
发明内容
本发明的目的在于提供一种润滑油微粒分离装置的设计及制作方法,以解决分离润滑油中不同粒径微粒的问题，为润滑油的油品在线分析和设备健康状况实时诊断构建平台。
为了解决以上问题，本发明采用的技术方案如下：
一种润滑油微粒分离装置的设计及制作方法，其特征在于：在压电基底上直接印刷对称的梯形叉指式电极，形成梯形叉指式宽频带声表面波换能器；在两对称的梯形叉指式电极中间用激光刻蚀加工出微流通道，形成微流控芯片；利用微流控芯片与润滑油回路连接形成的润滑油微粒分离装置，用于进行微粒的集中与分离监测。
所述梯形叉指式宽频带声表面波换能器的制备方法具体为：在极化好的压电基底上，制作梯形叉指式电极采用低温银浆丝网印刷法代替原来的显影蚀刻法，进行工艺更新。
所述微流控芯片的制作过程为：采用激光刻蚀技术，结合新型微纳米加工技术来改进微流通道加工的技术，激光刻蚀法使得各通道具有整体一致性，减少SAW的耦合层，从而减少能量损失，形成稳定层流。
所述悬浮微粒集中与分离监测的具体过程为：调节SAW的波长，调控驻波压力节点来分离不同粒径粒子，结合超井深三维显微镜的观察来判断微粒分离状况。
所述微流控芯片与润滑油回路连接具体为：采用信号多路技术，大大提高微粒检测的工作效率，降低通道被阻塞的风险，对微粒扫描后进行油品和故障诊断分析，最后根据实验分析结果对该装置进行综合评价与改进，分离粒子后的润滑油可重复再利用。
一种润滑油微粒分离装置，其特征在于：用以上所述的方法制备而得，具体包括微流控芯片和润滑油回路连接两部分；微流控芯片以压电基底为载体，表面采用低温银浆丝网印刷法直接印刷对称的梯形叉指式电极形成梯形叉指式宽频带声表面波换能器；微流通道采用激光刻蚀技术直接刻在两对称的梯形叉指式电极正中间，通道方向与叉指方向平行，进而形成微流控芯片；微流控芯片可直接连接于润滑油回路中组成润滑油微粒分离装置。
本发明具有有益效果。本发明基于梯形叉指式宽频带声表面波换能器，在压电基底上激励产生声表面驻波，利用声表面驻波对流体中悬浮微粒的声辐射力，得出驻波波长与微粒尺寸之间的关系，设计润滑油悬浮微粒分离装置，因梯形叉指式换能器频率可调，故可无污染、快速地分离不同粒径粒子。本发明提出的一种高集成、低能耗、低成本的润滑油中微粒集中与分离操控技术，为高效、快捷、精确、廉价的润滑油中微粒的参数在线监测***搭建平台，对判定润滑油污染状况，评定油品性能，及时监测设备状态及故障诊断，指导制定正确的润滑油换油周期及设备磨合规范等有重要的意义。
附图说明
图1为声辐射力产生原理图；
图中：1.泄漏波 2.微流通道 3.声表面波(SAW) 4.叉指式电极(IDT)5.声表面驻波(SSAW) 6.压电基底。
图2为矩形叉指式声表面波换能器及频响曲线图。
图3为梯形叉指式声表面波换能器及频响曲线图。
图4为本发明声表面驻波场中流体微粒集中与分离装置图；
图中：7.梯形叉指式电极 8.波腹 9.压力节点 10.微粒集中阶段 11.微粒分离阶段。
图5为本发明试验平台工作原理图。
图6为本发明微流控芯片与润滑油回路的连接图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的技术方案，以下结合附图和实例对本发明作进一步的详细描述，实例所采用的技术参数不构成对本发明的限定。
一种可形成声表面驻波场的梯形叉指式宽频带声表面波换能器，SSAW的形成物理意义非常明确，技术上的实现需要精确设置声源间距即在基底材料上的叉指相对间距。
如图1所示IDT是一个电极交错排列的两端器件。当交变电压加到器件的两个端子上时，在基片内就建立起交变电场。因为基片是压电体，此交变电场经过压电效应在基片内激发起相应的弹性振动。产生相互传播的两个行进的SAW，则SAW的干扰将产生一维SSAW场，当颗粒浸入流体介质中并且在该流体介质中建立了声场时，颗粒会受到声辐射力作用，从而使颗粒向声压节点移动。正是由于声辐射力作用，使得粒子向声压节点出移动，并最终汇聚成一条直线。
如图2所示为等间距叉指SAW换能器结构，其频响函数为
若近似地认为只有垂直表面的电场才激励SAW，可将电场分布简化，认为电场仅存在于叉指电极的下方，而电极间无电场分量的作用，且各电极的电场是正负交替出现的，电场梯度最大的地方可看成在电极边缘处为一系列脉冲，当声源间距为λ/2各叉指重叠长度相等，频率固定。图3为梯形叉指式宽频带声表面波换能器结构，其频响函数为
当声源间距变化时，频率可调，因此可形成宽频带SAW换能器，可产生不同频率的SAW，从而可分离不同粒径的悬浮粒子。
如图4所示，当两个SAW换能器施加相同激励信号，产生两列振幅、频率相同，但传播方向相反的SAW，在微孔道区域内当两列波叠加后会产生一个只有一个节点的SSAW场，处于驻波场中的微粒会受到超声辐射力的作用。声辐射力大小成正弦规律变化，当粒子远离节点时，粒子会向节点处做变加速运动，随着粒子与节点间距离的缩短，粒子运动的加速度越来越小，进而达到临界平衡点，当越过平衡点后，粒子开始做减速运动，最终停留在节点附近。调节SAW的波长，调控驻波压力节点来分离不同粒径粒子。
为保证声表面波换能器的位置及性能一致性，在压电基底上直接进行丝网印刷矩形与梯形叉指式电极，在设计时，将电极形状及微流通道一起设计在丝网上，然后在同一基底材料上直接印刷，整个压电基底即为微流控芯片，采用低温银浆丝网印刷法代替原来的显影蚀刻法，进行了工艺更新，减少了粘贴方式的能量转换，SAW在润滑油中产生的声辐射力大大提高。
在印刷的微流通道位置采用激光刻蚀制备工艺制备宽为500μm，深为150μm的微流通道，微流的能量损失与微流通道的几何尺寸直接相关，光刻法可使得各通道整体一致性较好，减少SAW的耦合层，从而减少能量损失，形成稳定层流。
如图5所示，实验过程包括实验装置中精细元件的组合工艺与技术，润滑油的注入和输出，铁球微粒的注入，微流场的形成，即流速与流量的设定；实验结果的观察采用超井深显微镜对微米级微粒运动进行观测，定量判别形成集中效应后微粒的大小。
图6为微粒操控装置与润滑油回路的连接。当颗粒浸入流体介质中并且在该流体介质中建立了声场时，颗粒会受到声辐射力作用，从而使颗粒向声压节点移动。正是由于声辐射力作用，使得粒子向声压节点出移动，并最终汇聚成一条直线。不均匀的声场产生微粒的主声辐射力(在z方向，相对于设备平面)，由于作用在z方向的声辐射力弱于在设备平面中作用的声辐射力，因此，微粒首先沿着通道宽度聚焦，然后沿着通道高度迁移至焦点。当SSAW场作用于多相流体，流体中的微粒和微空泡将受到声辐射力的影响，研究SSAW对流体中悬浮微粒的声辐射力与流体的流态、波长、微粒体积、微粒横向位置等关系有重要的理论和工程意义。因梯形叉指式声表面波换能器具有宽频带特性，可调节SAW的波长，故可以通过调控驻波压力节点来分离不同粒径的粒子，进而能结合超井深三维显微镜的观察来判断微粒分离状况。虽然本发明可用来监测和分离的微粒尺寸为10μm-60μm，但可以通过调节微流通道和叉指式宽频带声表面波换能器尺寸来检测更小或更大的悬浮微粒。

Claims (6)

1.一种润滑油微粒分离装置的设计及制作方法，其特征在于：在压电基底上直接印刷对称的梯形叉指式电极，形成梯形叉指式宽频带声表面波换能器；在两对称的梯形叉指式电极中间用激光刻蚀加工出微流通道，形成微流控芯片；利用微流控芯片与润滑油回路连接形成的润滑油微粒分离装置，用于进行微粒的集中与分离监测。
2.根据权利要求1所述的一种润滑油微粒分离装置的设计及制作方法，其特征在于所述梯形叉指式宽频带声表面波换能器的制备方法具体为：在极化好的压电基底上，制作梯形叉指式电极采用低温银浆丝网印刷法代替原来的显影蚀刻法，进行工艺更新。
3.根据权利要求1所述的一种润滑油微粒分离装置的设计及制作方法，其特征在于所述微流控芯片的制作过程为：采用激光刻蚀技术，结合新型微纳米加工技术来改进微流通道加工的技术，激光刻蚀法使得各通道具有整体一致性，减少SAW的耦合层，从而减少能量损失，形成稳定层流。
4.根据权利要求1所述的一种润滑油微粒分离装置的设计及制作方法，其特征在于所述悬浮微粒集中与分离监测的具体过程为：调节SAW的波长，调控驻波压力节点来分离不同粒径粒子，结合超井深三维显微镜的观察来判断微粒分离状况。
5.根据权利要求1所述的一种润滑油微粒分离装置的设计及制作方法，其特征在于所述微流控芯片与润滑油回路连接具体为：采用信号多路技术，大大提高微粒检测的工作效率，降低通道被阻塞的风险，对微粒扫描后进行油品和故障诊断分析，最后根据实验分析结果对该装置进行综合评价与改进，分离粒子后的润滑油可重复再利用。
6.一种润滑油微粒分离装置，其特征在于：利用权利要求1-5所述的方法制备而得，具体包括微流控芯片和润滑油回路连接两部分；微流控芯片以压电基底为载体，表面采用低温银浆丝网印刷法直接印刷对称的梯形叉指式电极形成梯形叉指式宽频带声表面波换能器；微流通道采用精确激光刻蚀技术直接刻在两对称的梯形叉指式电极正中间，通道方向与叉指方向平行，进而形成微流控芯片；微流控芯片可直接连接于润滑油回路中组成润滑油微粒分离装置。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109174426A (zh) * 2018-08-01 2019-01-11 哈尔滨工业大学（深圳） 一种粒子分选装置及对液体中粒子进行分选的方法
CN109212027A (zh) * 2018-09-30 2019-01-15 大连海事大学 基于声表面波的润滑油中磨粒分离装置及方法
CN110237873A (zh) * 2019-04-28 2019-09-17 杭州电子科技大学 一种基于声表面波的用于粒子分离的无鞘流微流控芯片
CN111969975A (zh) * 2020-08-28 2020-11-20 哈尔滨工业大学 平面任意位置微粒单独捕获与操控的表面波声镊与方法
CN112492471A (zh) * 2020-12-04 2021-03-12 西安交通大学 一种基于微流控和表面声波技术的声学阀装置
CN112870854A (zh) * 2021-01-18 2021-06-01 南京航空航天大学 一种驻波切换型声流微操控筛选装置及其工作方法
CN112903977A (zh) * 2021-01-13 2021-06-04 中国人民解放军92578部队 一种润滑油蒸发损失实时检测***
CN113029874A (zh) * 2021-02-24 2021-06-25 南京大学 粘性流体中自由球形粒子所受声辐射力测量装置及测量方法
CN113117766A (zh) * 2021-04-06 2021-07-16 杭州电子科技大学 一种用于微流控的声学镊子
CN114345427A (zh) * 2020-10-14 2022-04-15 精工爱普生株式会社 流体设备
CN114367319A (zh) * 2021-12-30 2022-04-19 江苏大学 一种基于低频振动探针的颗粒操控装置和方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100998972A (zh) * 2006-01-13 2007-07-18 明基电通股份有限公司 表面声波驱动的流体喷射装置
CN104089996A (zh) * 2014-01-17 2014-10-08 浙江工商大学 一种使用声表面波谐振器的味细胞传感器及其制备方法
CN104496491A (zh) * 2015-01-07 2015-04-08 苏州攀特电陶科技股份有限公司 压电复合材料及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100998972A (zh) * 2006-01-13 2007-07-18 明基电通股份有限公司 表面声波驱动的流体喷射装置
CN104089996A (zh) * 2014-01-17 2014-10-08 浙江工商大学 一种使用声表面波谐振器的味细胞传感器及其制备方法
CN104496491A (zh) * 2015-01-07 2015-04-08 苏州攀特电陶科技股份有限公司 压电复合材料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
顾建祖等: "基于超声导波的粘性流体中粒子分离初步研究", 《压电与声光》 *

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109174426A (zh) * 2018-08-01 2019-01-11 哈尔滨工业大学（深圳） 一种粒子分选装置及对液体中粒子进行分选的方法
CN109174426B (zh) * 2018-08-01 2020-10-30 哈尔滨工业大学（深圳） 一种粒子分选装置及对液体中粒子进行分选的方法
CN109212027A (zh) * 2018-09-30 2019-01-15 大连海事大学 基于声表面波的润滑油中磨粒分离装置及方法
CN110237873A (zh) * 2019-04-28 2019-09-17 杭州电子科技大学 一种基于声表面波的用于粒子分离的无鞘流微流控芯片
CN110237873B (zh) * 2019-04-28 2024-05-07 杭州电子科技大学 一种基于声表面波的用于粒子分离的无鞘流微流控芯片
CN111969975A (zh) * 2020-08-28 2020-11-20 哈尔滨工业大学 平面任意位置微粒单独捕获与操控的表面波声镊与方法
CN111969975B (zh) * 2020-08-28 2024-01-26 哈尔滨工业大学 平面任意位置微粒单独捕获与操控的表面波声镊与方法
CN114345427A (zh) * 2020-10-14 2022-04-15 精工爱普生株式会社 流体设备
CN112492471B (zh) * 2020-12-04 2021-10-19 西安交通大学 一种基于微流控和表面声波技术的声学阀装置
CN112492471A (zh) * 2020-12-04 2021-03-12 西安交通大学 一种基于微流控和表面声波技术的声学阀装置
CN112903977A (zh) * 2021-01-13 2021-06-04 中国人民解放军92578部队 一种润滑油蒸发损失实时检测***
CN112903977B (zh) * 2021-01-13 2023-05-16 中国人民解放军92578部队 一种润滑油蒸发损失实时检测***
CN112870854B (zh) * 2021-01-18 2022-04-08 南京航空航天大学 一种驻波切换型声流微操控筛选装置及其工作方法
CN112870854A (zh) * 2021-01-18 2021-06-01 南京航空航天大学 一种驻波切换型声流微操控筛选装置及其工作方法
CN113029874A (zh) * 2021-02-24 2021-06-25 南京大学 粘性流体中自由球形粒子所受声辐射力测量装置及测量方法
CN113029874B (zh) * 2021-02-24 2022-07-29 南京大学 粘性流体中自由球形粒子所受声辐射力测量装置及测量方法
CN113117766A (zh) * 2021-04-06 2021-07-16 杭州电子科技大学 一种用于微流控的声学镊子
CN114367319A (zh) * 2021-12-30 2022-04-19 江苏大学 一种基于低频振动探针的颗粒操控装置和方法
CN114367319B (zh) * 2021-12-30 2023-10-10 江苏大学 一种基于低频振动探针的颗粒操控装置和方法

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