[发明专利]一种高压电场耦合超声波处理液体灭菌测试装置及方法

摘要

本发明公开了一种高压电场耦合超声波处理液体灭菌测试装置及方法。包括第一滑台组、第二滑台组、第三滑台组、第四滑台组、耦合剂组件、超声激发组件、高速摄像机、支撑架和微流控模块；耦合剂组件包括耦合剂支撑块、耦合剂通道、耦合剂控制气缸；超声激发组件包括超声波探头支撑块、环形探头温度传感器、超声波探头；微流控模块包括玻璃底片、PDMS薄膜、插针、毛细钢管、下底板和上盖板。通过本发明实现了在微流控技术的辅助下高压脉冲电场耦合超声波对液体进行灭菌，只需要调节电场的功率和声场的功率等参数能实现对不同菌类的杀菌效果。

主权项

1.一种高压电场耦合超声波处理液体灭菌测试装置，其特征在于：包括第一滑台组(1)、第二滑台组(2)、第三滑台组(3)、第四滑台组(4)、耦合剂组件、超声激发组件、高速摄像机(5)、支撑架(6)和微流控模块(7)；微流控模块(7)放置在支撑架(6)上，支撑架(6)固定于第一滑台组(1)的第一连接块(1.1)上，第一滑台组(1)安装于第四滑台组(4)上，第一滑台组(1)和第四滑台组(4)相垂直布置，使得微流控模块(7)能在第一滑台组(1)和第四滑台组(4)带动在沿水平面移动；微流控模块(7)下方的第一连接块(1.1)上安装有高速摄像机(5)，微流控模块(7)上方布置有耦合剂组件和超声激发组件，耦合剂组件安装于第二滑台组(2)上，耦合剂组件在第二滑台组(2)带动下水平移动；超声激发组件安装于第一滑台组(1)上，超声激发组件在第一滑台组(1)带动下上下升降移动；所述的耦合剂组件包括耦合剂支撑块(2.2)、耦合剂通道(2.3)、耦合剂控制气缸(2.4)；耦合剂通道(2.3)内部灌注有耦合剂，耦合剂通道(2.3)下端设有用于耦合剂流出的开口，耦合剂通道(2.3)通过耦合剂支撑块(2.2)固定于第二滑台组(2)的第二连接块(2.1)，耦合剂控制气缸(2.4)缸体固定于第二滑台组(2)的第二连接块(2.1)，耦合剂控制气缸(2.4)气缸杆水平伸出并封堵于耦合剂通道(2.3)下端开口处；所述的超声激发组件包括超声波探头支撑块(3.1)、环形探头温度传感器(3.3)、超声波探头(3.4)；超声波探头(3.4)通过超声波探头支撑块(3.1)固定于第三滑台组(3)的第三连接块(3.2)，超声波探头(3.4)上部安装有环形探头温度传感器(3.3)；所述的微流控模块(7)包括玻璃底片(7.1)、PDMS薄膜(7.11)、插针(7.3)、毛细钢管(7.4)、下底板(7.5)和上盖板(7.6)；下底板(7.5)底面通过真空泵被吸附固定于支撑架(6)，支撑架(6)底面安装有重量传感器(6.1)；下底板(7.5)顶面中心开有矩形槽，玻璃底片(7.1)置于矩形槽中，PDMS薄膜(7.11)置于玻璃底片(7.1)上，上盖板(7.6)盖于下底板(7.5)上并将PDMS薄膜(7.11)压紧到玻璃底片(7.1)上；玻璃底片(7.1)上表面形成两块电极(7.2)，两块电极(7.2)之间形成线形间隙作为液体流通通道，PDMS薄膜(7.11)下表面设有与两块电极(7.2)形状吻合的凹槽，凹槽和两块电极(7.2)外边缘之间具有间隙，PDMS薄膜(7.11)通过键合工艺和玻璃底片(7.1)结合；每块电极(7.2)上方的PDMS薄膜(7.11)上表面开有贯穿插针孔(7.10)，两根插针(7.3)穿过各自的插针孔(7.10)、凹槽后和各自对应的电极(7.2)电气焊接，高压电场的正负极分别和两根插针(7.3)连接；液体流通通道一端的PDMS薄膜(7.11)下表面的凹槽附近开有进液流道槽7.7，进液流道槽7.7的PDMS薄膜(7.11)上表面开设用于液体流入的钢针孔(7.12)，钢针孔(7.12)均插装毛细钢管(7.4)；液体流通通道另一端的PDMS薄膜(7.11)下表面的凹槽附近开有收集流道槽(7.9)，收集流道槽(7.9)的PDMS薄膜(7.11)上表面开设用于液体流出的钢针孔(7.12)，钢针孔(7.12)均插装毛细钢管(7.4)；两块电极(7.2)外边缘分别和PDMS薄膜(7.11)凹槽之间的间隙中部设有废液流道槽(7.8)，废液流道槽(7.8)的PDMS薄膜(7.11)上表面开设用于液体流出的钢针孔(7.12)，钢针孔(7.12)均插装毛细钢管(7.4)。