[发明专利]全覆盖式声表面波叉指换能器

说明书

本发明涉及换能器技术领域，尤其涉及全覆盖式声表面波叉指换能器，包括两个全覆盖式换能器和一个微流道，两个换能器同时启动时，在同频信号控制下，在微流道内形成增强的驻波声场，用于控制通道内的生物颗粒；当启动其中一个换能器时，换能器在微流道内形成增强的行波声场，用于控制通道内的生物颗粒(biomicroparticles和bionanoparticles)。本发明在不改变原有加工工艺、材料及控制系统的前提下，通过优化叉指换能器结构设计，极大程度提高在声表面波叉指换能器与微流道呈一定夹角时通道内声场的强度及可控性，并在不同形状微流道内达到增强声场覆盖及最有效的声场控制。相同输入功率条件下，本发明能极大提升对生物颗粒的图案化排布、分离及纯化等的操控效率。

技术领域

本发明涉及换能器技术领域，尤其涉及全覆盖式声表面波叉指换能器。

背景技术

当前，表面波叉指换能器在配合微流道进行生物颗粒操控时存在功耗大、通量与效率低等缺点。特别是当传统等长叉指换能器与流体方向呈一定夹角时，换能器与包含样本的流体间存在一个较大范围的无换能器覆盖区，现有器件没有充分利用换能器材料进行有效设计，并直接导致声表面波能量损失，样本操控能力降低。因此，我们提出全覆盖式声表面波叉指换能器。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了全覆盖式声表面波叉指换能器，具有可对生物颗粒产生更大声辐射力，极大提升对生物颗粒图案化排布、分离及纯化等操控效率的特点，解决了现有声表面波叉指换能器在配合微流道进行生物颗粒操控时出现操控能力低的问题。

本发明提供如下技术方案：全覆盖式声表面波叉指换能器，包括两个全覆盖式换能器和一个微流道，两个换能器同时启动时，在同频信号控制下，在微流道内形成增强的驻波声场，控制通道内的生物颗粒；当启动其中一个换能器时，换能器在微流道内形成行波声场，控制通道内的生物颗粒。

优选的，所述微流道为直线形通道时，所述换能器为非对称结构，两个换能器呈中心对称分布在直线形通道的两侧，且两个非对称结构的换能器在直线形通道内形成增强声场。

优选的，所述微流道为环形通道时，所述换能器为环形结构，一个换能器位于环形通道的内侧，另一个换能器位于环形通道的外侧，且两个环形结构的换能器在环形通道内形成增强声场。

优选的，所述微流道为圆形通道时，所述换能器为半月形结构，两个半月形的换能器对称设置在圆形通道的两侧，且两个半月形结构的换能器在圆形通道内形成增强声场，从而驱动通道内液体样本进行有效的混合与运动。

优选的，所述微流道为曲线形通道时，所述换能器为相同曲率的曲线换能器，两个换能器分别位于曲线形通道的两侧，且两个曲线形的换能器在曲线形通道内形成增强声场。

优选的，所述生物颗粒的粒径范围为纳米级至微米级(10^-9m～10^-6m)。

本发明提供了全覆盖式声表面波叉指换能器，在不改变原有加工工艺、材料及控制系统的前提下，通过优化叉指换能器结构设计，极大程度提高在声表面波叉指换能器与微流道呈一定夹角时通道内声场的强度及可控性，并且在不同形状微流道内达到最大声场覆盖及最有效的声场控制；相同输入功率条件下，利用本发明原理制成的器件将可对生物颗粒产生更大的声辐射力，极大提升对生物颗粒的图案化排布、分离及纯化等操控效率。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例二的结构示意图；

图3为本发明实施例三的结构示意图；

图4为本发明实施例四的结构示意图。

图中：1、微流道；2、换能器。

具体实施方式