一种浸入式显微镜的缝隙流控制装置

摘要

本发明公开了一种浸入式显微镜的缝隙流控制装置，缝隙流控制装置是在透镜组和基底之间设置的装置，中心开有观测腔并向外依次设置有供液孔、回收腔、回收孔和隔离槽阵列等。供液孔均匀分布在观测腔外围的环形区域，并通过供液单向阀与供液腔相连接，回收孔则通过回收单向阀与外回收腔相连接。当基底运动时，在液体粘性作用下形成液流，并导致缝隙流内部压力分布发生改变，上述各单向阀可自适应调节开度从而获得与基底运动方向动态一致的液流，最终实现最佳的液体更新状态。本发明的缝隙流动主要通过基底运动形成的剪切流驱动，因此可有效保持液体低压和边界稳定，尤其适用于微缝隙和基底高速运动的工况。

主权项

一种用于浸入式显微镜中的缝隙流控制装置，在透镜组（2）和基底（4）之间设置的缝隙流控制装置（3）；其特征在于：所述的缝隙流控制装置（3）中心开有柱状的观测腔（6），垂直于基底（4）向外依次开有供液孔（7B）和回收腔（8A）；供液孔（7B），为以观测腔（6）中心为圆心的环形柱状排孔阵列，其孔径为0.5~3mm；回收腔（8A），为8个等分且弧度取15～40°的环形柱状腔体；供液孔（7B）的上方开有垂直于基底（4）且为环形柱状的供液腔（7A）；在供液腔（7A）和供液孔（7B）之间，开有为环形柱状排孔阵列的过渡区供液孔（7C），过渡区供液孔（7C）与供液孔（7B）数量相同且共轴心，其孔径小于供液孔（7B）孔径；供液腔（7A）和供液孔（7B）之间设置有供液单向阀（7D），过缝隙流控制装置（3）中心、垂直于基底（4）方向上截面为梯形结构，靠近供液腔（7A）方向的边长小于靠近供液孔（7B）方向的边长；供液单向阀（7D）通过弹簧（7E）固连在供液终端紧固件（7F）上，供液终端紧固件（7F）通过粘贴或螺栓紧固方式与缝隙流控制装置（3）的上表面向连接；回收腔（8A）的上方，垂直于回收腔（8A）向外开有8个均匀分布且为柱状的回收孔（8B），孔径为1~5mm；回收孔（8B）向外开有环形柱状的外回收腔（8C）；回收孔（8B）和外回收腔（8C）之间设置有回收单向阀（8D），过缝隙流控制装置（3）中心、垂直于基底（4）方向上截面为梯形结构，靠近回收孔（8B）方向的边长小于靠近外回收腔（8C）方向的边长；回收单向阀（8D）通过弹簧（8E）固连在回收终端紧固件（8F）上，回收终端紧固件（8F）通过粘贴或螺栓紧固方式与缝隙流控制装置（3）的外表面向连接；缝隙流控制装置（3）远离中心的外表面开有1~20个孔状的出液口（8G）。2. 根据权利要求1所述的一种用于浸入式显微镜中的缝隙流控制装置，其特征在于：所述缝隙流控制装置（3）下表面设有2~6组的隔离槽阵列（10）；隔离槽阵列（10）为同心圆的环形结构，过缝隙流控制装置（3）中心、垂直于基底（4）方向上的截面为矩形缺口，矩形缺口中远离缝隙流控制装置（3）下表面的为亲液性表面（19），垂直于缝隙流控制装置（3）下表面的为疏液性表面（20）。3. 根据权利要求1或2所述的一种用于浸入式显微镜中的缝隙流控制装置，其特征在于：所述的缝隙流控制装置（3）位于供液孔（7B）和回收腔（8A）之间的下表面比供液孔（7B）的下表面距离基底（4）低0.1~0.6mm；所述的隔离槽阵列（10）的下表面比供液孔（7B）的下表面距离基底（4）低0.8~2mm。4. 根据权利要求3所述的一种用于浸入式显微镜中的缝隙流控制装置，其特征在于：所述的过渡区供液孔（7C）的孔径大小为0.3~2.5mm。5 根据权利要求4所述的一种用于浸入式显微镜中的缝隙流控制装置，其特征在于：所述的隔离槽阵列（10），相邻隔离槽之间的间隔为1~10mm。6. 根据权利要求5所述的一种用于浸入式显微镜中的缝隙流控制装置，其特征在于：以观测腔（6）中心为圆心且为环形柱状排孔阵列的供液孔（7B），在8个等分弧度的环形位置有设置高密度供液孔（17A），环形位置的其余部分设置有低密度供液孔（17B）。7. 根据权利要求6所述的一种用于浸入式显微镜中的缝隙流控制装置，其特征在于：以观测腔（6）中心为圆心且为环形柱状排孔阵列的供液孔（7B），在8个等分弧度的环形位置上设置有大孔径供液孔（18A），环形位置的其余部分设置有小孔径供液孔（18B）。