一種快速產(chǎn)生并調(diào)整微泡分布的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微泡技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種快速產(chǎn)生并調(diào)整微泡分布的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的進步，微觀操控越來越受到重視并有許多應(yīng)用，比如微電子技術(shù)、微機械技術(shù)、生物工程技術(shù)、微流體技術(shù)、生物芯片技術(shù)、靶向治療技術(shù)等等。這些微觀操控多是對固體的操控、對流體的操控，除了以微通道的方式操控微泡外，目前還沒有很好的對微泡的操控手段，而以通道的方式控制氣泡不但效率低，作用時間長，而且操控的微泡個數(shù)很低、控制效果不理想。從而不便于實際應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中對微泡操作方法有限、控制效果不理想、操控時間長等問題，提供了一種不借助任何通道，快速方便的對大量微泡進行操控的方法。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種快速產(chǎn)生并調(diào)整微泡分布的裝置。包括:換能器和反射面；所述換能器用于發(fā)出超聲振動，其中，換能器還包括輻射面。輻射面與反射面之間充滿液體，液體中包括氣核。所述輻射面用于向所述液體中輻射超聲波，所述換能器工作時，所述輻射面和所述反射面之間的液體產(chǎn)生空泡，當(dāng)所述空泡運動至理想形狀時關(guān)閉換能器，空泡潰滅消失，空泡潰滅并所產(chǎn)生保持空泡分布形狀的微泡。
[0005]更優(yōu)的，所述換能器與所述反射面分別為多個，每個換能器的輻射面與反射面相對設(shè)置。
[0006]更優(yōu)的，所述輻射面與反射面相對平行設(shè)置，輻射面與反射面之間的間隙為微米級至毫米級。
[0007]更優(yōu)的，還包括調(diào)節(jié)線，所述調(diào)節(jié)線設(shè)置在輻射面和反射面之間。
[0008]更優(yōu)的，還包括射流口，所述射流口水平設(shè)置，射流口由輻射面和反射面的邊緣射向輻射面和反射面之間的液體。
[0009]在另一方面，本發(fā)明還提供了一種快速產(chǎn)生并調(diào)整微泡分布的方法。
[0010]本發(fā)明提供的一種快速產(chǎn)生并調(diào)整微泡分布的方法，包括如下步驟:
[0011]將超聲換能器下設(shè)置反射面；
[0012]在超聲換能器的輻射面和所述反射面之間充滿液體；所述液體中包括氣核；
[0013]氣核在超聲換能器作用下產(chǎn)生空泡；
[0014]空泡在超聲換能器作用下產(chǎn)生運動，直至空泡運動至理想形狀；
[0015]關(guān)閉超聲換能器，空泡潰滅消失，空泡潰滅所產(chǎn)生的微泡與空泡的分布位置相同。
[0016]更優(yōu)的，所述超聲換能器和輻射面分別為多個，將超聲換能器的輻射面和反射面分別相對設(shè)置。
[0017]更優(yōu)的，所述輻射面相對平行的設(shè)置在反射面之上，輻射面與反射面的間隙為微米級至毫米級。
[0018]更優(yōu)的，還包括調(diào)節(jié)線，將調(diào)節(jié)線設(shè)置在輻射面和反射面之間的位置。
[0019]更優(yōu)的，還包括射流口，將所述射流口設(shè)置為水平的由邊緣射向輻射面與反射面之間的液體。
[0020]本發(fā)明提出了一種快速產(chǎn)生并調(diào)整微泡分布的裝置和方法，從而使微泡的控制更加的方便。利用空化云的記憶效應(yīng)，以及通過控制空化云來控制微泡。超聲換能器能產(chǎn)生空化云，和控制空化云等特點實現(xiàn)了微泡更好的可控性，以及更簡單的操作。進一步的，為了使空化云的控制更加的可控，本發(fā)明還提出了調(diào)節(jié)線的控制方法，通過利用調(diào)節(jié)線能夠吸附微泡的特點，從而根據(jù)所需要的形狀結(jié)構(gòu)來設(shè)置調(diào)節(jié)線的形狀。以及，加入了射流口，從而通過水射流時在超聲波下產(chǎn)生微泡的特點，能夠使某一區(qū)域的微泡分布均勻。通過上述的方法，達到微泡控制更加的方便，微泡的可控性更好的特點。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明中空化記憶效應(yīng)的時間間隔圖；
[0022]圖2為本發(fā)明中一種快速產(chǎn)生并調(diào)整微泡分布的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明中一種快速產(chǎn)生并調(diào)整微泡分布的裝置加入調(diào)節(jié)線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為本發(fā)明中快速產(chǎn)生并調(diào)整微泡分布后加入射流口的實驗圖。
【具體實施方式】
[0025]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)描述。
[0026]隨著科技的進步，在包括醫(yī)療在內(nèi)的各行各業(yè)都需要用到微泡。在不同的需求中，通常對微泡的分布有不同的要求。而現(xiàn)有技術(shù)中，還沒有很好的對微泡進行操控的手段。本發(fā)明針對這一技術(shù)問題，提出一種快速產(chǎn)生并調(diào)整微泡分布的裝置及方法。通過利用空泡的記憶效應(yīng)，使產(chǎn)生微泡的空泡能夠在停止超聲換能器時停止運動。從而在下次打開超聲換能器時產(chǎn)生同樣分布的空泡。利用空泡在超聲換能器作用下產(chǎn)生微泡的功能，也利用了空泡在停止超聲換能器時能夠停留在這一位置的特點。達到通過控制空化云來控制微泡分布的問題。
[0027]本發(fā)明的實施例中，包括空化云的記憶效應(yīng)。圖1為本發(fā)明中空化記憶效應(yīng)的時間間隔圖。需要說明的是:空化云是由無限多的空泡組成。如圖1所示的一種空化云，當(dāng)300ms時開始關(guān)閉換能器，1312ms時再次啟動換能器，可以看到空化云基本恢復(fù)原來的形狀。由圖1可以看出，在302ms和1312ms時，此時換能器已經(jīng)關(guān)閉，空化云消失，空化云潰滅所產(chǎn)生的微泡留在空化云所在位置，但是因為微泡尺寸太小而無法顯現(xiàn)。在301ms和1313ms時，此時為剛關(guān)閉超聲換能器，或剛啟動超聲換能器的瞬間，雖有部分的空化云消失，但空化云的分布輪廓已基本可見。當(dāng)300ms或1314ms時，此時為超聲換能器已正常工作或正在關(guān)閉超聲換能器，此時的空化云分布在關(guān)機前和再次開機前已基本相同。
[0028]原來有空化云的地方分布著微泡，原來沒有空化云的地方?jīng)]有微泡，從而說明了空化云具有記憶效應(yīng)。在某一時刻關(guān)閉超聲換能器時，空化云潰滅產(chǎn)生的氣核在某一位置停止下來。當(dāng)再次打開超聲換能器時，由于空化云產(chǎn)生的氣核位置沒有變化，因此會產(chǎn)生相同形狀的空化云。由于空化云在超聲波作用下能產(chǎn)生微泡，因此也會形成與原來相同分布的微泡。
[0029]圖2為本發(fā)明中一種快速產(chǎn)生并調(diào)整微泡分布的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示的一種快速產(chǎn)生并調(diào)整微泡分布的裝置，包括輻射面1、反射面2和液體3。輻射面I還包括超聲換能器，輻射面I與超時換能器連接，從而將超聲換能器發(fā)出的超聲波通過輻射面I輻射出。所示輻射面I與反射面2相對設(shè)置，輻射面I和反射面2之間有間隙，其間隙為微米級或毫米級。輻射面與反射面之間的間隙內(nèi)充滿液體3，液體3中還包括氣核。
[0030]當(dāng)打開超聲換能器時，超聲換能器通過輻射面I將超聲波傳遞到液體3中，并通過反射面2返回。由于液體3中存在氣核，從而在超聲波作用下產(chǎn)生空化云，空化云潰滅后散逸出微泡。氣核在液體3中是隨機分布的，或者留在上次空化云潰滅時的位置，在超聲波的作用下，空化云的位置發(fā)生移動變化，氣核和由空化云產(chǎn)生的微泡的分布也將發(fā)生改變。從而實現(xiàn)了通過控制空化云，控制微泡的分布。
[0031]由于空化云存在記憶效應(yīng)，即當(dāng)超聲換能器停止后，氣核也將在某一位置停止。再次開啟空化云后微泡的分布與關(guān)閉前微泡的分布幾乎相同。從而需要某種分布的微泡時，當(dāng)微泡的分布與所需分布相同時，關(guān)閉超聲換能器。當(dāng)需要使用時，再次打開超聲換能器就能得到所需要的微泡分布。
[0032]本發(fā)明的上述實施例提供了一種簡便的得到所需要的微泡分布的裝置，但在上述操作過程中，由于氣核運動的不規(guī)律性，不能絕對準(zhǔn)確的得到所需要的微泡分布結(jié)構(gòu)、或得到過程的不可控性。
[0033]本發(fā)明另一個具體實施例中，提出的一種加入了調(diào)節(jié)線的快速產(chǎn)生并調(diào)節(jié)微泡分布的裝置。
[0034]圖3為本發(fā)明中一種快速產(chǎn)生并調(diào)整微泡分布的裝置加入調(diào)節(jié)線的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示的一種包括了調(diào)節(jié)線的快速產(chǎn)生并調(diào)節(jié)微泡分布的裝置，包括輻射面1、反射面
2、液體3和調(diào)節(jié)線。調(diào)節(jié)線設(shè)置在反射面2和輻射面I之間。輻射面I和反射面2之間充滿液體3，調(diào)節(jié)線在液體3中。輻射面I向液體中輻射超聲波。調(diào)節(jié)線的設(shè)置可以是如圖所示的形狀，也可以是其它任意的。調(diào)節(jié)線的設(shè)置是根據(jù)所需要的微泡分布進行設(shè)置，從而產(chǎn)生理想需求形狀的微泡分布。但其基本作用是，調(diào)節(jié)線能夠吸附空化云，同時也能限制氣核的移動。從而能夠得到某些位置產(chǎn)生或不產(chǎn)生微泡的微泡分布結(jié)構(gòu)。
[0035]除上述實施例中所述提到的通過調(diào)節(jié)線對微泡進行調(diào)節(jié)外，還包括一種通過控制水射流對微泡進行控制的結(jié)構(gòu)。
[0036]圖4為本發(fā)明中快速產(chǎn)生并調(diào)整微泡分布后加入射流口的實驗圖。如圖4所示的一種包括射流口的快速產(chǎn)生并調(diào)整微泡分布的裝置，包括輻射面1、反射面2、液體3和射流P 4。
[0037]其中射流口 4水平的設(shè)置在輻射面I和反射面2的間隙內(nèi)。同時，射流口 4不在輻射面I和反射面2的投影面上。射流口 4由輻射面I和反射面2的邊緣射向輻射面I和反射面2之間的液體3，從而通過射流出的液體，在超聲波作用下產(chǎn)生微泡。液體射流通過卷吸效應(yīng)，在射流中