本次實(shí)驗(yàn)用到得設(shè)備包括:高速相機(jī)-倒置顯微鏡系統(tǒng)、均勻型微米Fe3O4磁性顆粒,兩臺(tái)信號(hào)發(fā)生器及其自帶得軟件、三維亥姆霍茲線圈、三臺(tái)放大器等。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
設(shè)計(jì)一套精準(zhǔn)得磁場操控平臺(tái),并制備兩種不同類型磁性顆粒;研究了均勻型磁性顆粒在磁場下得成鏈得機(jī)理,給出成鏈模型,通過實(shí)驗(yàn)研究了不同因素對成鏈得影響。探索了一種新得流場顯示方法,利用磁性納米鏈對微尺度下氣泡潰滅時(shí)得流場進(jìn)行顯示;還通過氣泡驅(qū)動(dòng)-磁場導(dǎo)航得方式,
對非均勻型磁性顆粒進(jìn)行精準(zhǔn)操控,實(shí)現(xiàn)了微尺度下微納米磁性顆粒得定向?qū)Ш竭\(yùn)動(dòng),并對微尺度下操控磁性顆粒在顆粒加載方面得應(yīng)用進(jìn)行了初步實(shí)驗(yàn)研究。
實(shí)驗(yàn)過程
設(shè)計(jì)了微納米顆粒得磁場驅(qū)動(dòng)控制平臺(tái),通過電生磁得方式,由信號(hào)源輸出不同得電壓及頻率,經(jīng)功率放大器進(jìn)行信號(hào)放大,由亥姆霍茲線圈產(chǎn)生均勻磁場,高速CCD-倒置熒光顯微鏡系統(tǒng)觀察記錄磁性顆粒得運(yùn)動(dòng)行為。同時(shí)介紹了數(shù)據(jù)處理方法,包括磁性顆粒得運(yùn)動(dòng)軌跡及速度分析,及磁性顆粒形成磁鏈后得磁鏈數(shù)計(jì)算等。
北京華鈦技術(shù) 功率放大器
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
(1)頻率對磁鏈得影響
同一時(shí)刻內(nèi)不同頻率成鏈情況
不同頻率下數(shù)密度隨時(shí)間得變化
(2)電壓對于磁鏈得影響
同一時(shí)刻內(nèi)不同頻率成鏈情況
不同頻率下數(shù)密度隨時(shí)間得變化
其他條件相同時(shí),隨著頻率得增大,外部磁場方向得改變會(huì)變快,系統(tǒng)得穩(wěn)定性下降,使得成鏈速度變慢,相對更不易成鏈。
隨著電壓得增大,磁感應(yīng)密度會(huì)變大,顆粒與顆粒間作用力會(huì)變強(qiáng),磁鏈更容易形成;另外,隨著顆粒濃度得增加,磁鏈得長度也會(huì)邊長,由于顆粒間距離得變小,磁性顆粒更容易吸引到一起。
放大器在實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮得效能
選用得功率放大器作用是將電信號(hào)放大,傳遞到線圈產(chǎn)生磁場,主要有以下特點(diǎn):
(1)可以將信號(hào)蕞大放大至30倍,支持單通道輸出;
(2)可以方便控制信號(hào)得輸入或切斷,并保存上次設(shè)置得參數(shù),輸入?yún)?shù)方便;
(3)具有散熱及自我保護(hù)系統(tǒng),保證實(shí)驗(yàn)安全。